W波段高频输出窗仿真与实验研究

研究了W波段高频输出窗的工作特性及三个关键结构尺寸对工作特性的影响规律.结果表明,驻波比小于1.2的频带为94.21 ～ 94.76 GHz;驻波比小于1.1的频带为94.34～94.64 GHz;工作频带内无谐振模式;窗片厚度对工作特性影响最大.热力学分析显示,温度最高点和应力最大点分别位于陶瓷窗片中心和边缘;最高温度和最大应力分别为117℃和144MPa.研制并测试了W波段高频输出窗.测试结果表明,驻波比小于1.2的频带为94.13～94.60 GHz,驻波比最小值为1.06,对应的频率为94.40 GHz.     

单向活门充气振动的建模与仿真

为了解决单向活门在充气过程中出现的振动和啸叫现象,该文通过对单向活门充气系统的流体模型和热力学模型进行分析,在详细的数学公式推导上建立其数学模型.采用四阶隆格-库塔算法,将其数学模型转换为可仿真的离散模型,并利用MATLAB仿真软件对其动态性能进行了仿真.通过修改模型的结构参数,对仿真曲线分析,得知单向活门的结构参数对其充气振动的影响.通过对影响充气振动的各个参数的综合分析,最终认为振动的原因是在充气过程中气体流经单向活门时扰动频率与阀芯-弹簧系统的固有频率接近或者一致所致.该仿真对减弱甚至消除单向活门振动具有一定的指导意义.     

基于新型多间隙谐振腔的W波段高次模式扩展互作用速调管设计（英文）

提出了一种工作在TM310模式下的用于高次模式速调管的新型谐振腔。通过对侧腔电场的离散化,可以有效地增强中间腔和侧腔的电场。当两腔均工作在TM310模式时,新型谐振腔的特性阻抗均高于传统的哑铃型腔。对两种腔体进行了尺寸敏感性分析。在此基础上,设计了一个W频段的射频电路。当向射频电路注入45 mW的输入功率时,获得了52.4 dB的高增益和7.8 kW的峰值输出功率。互作用电路由25 kV、2 A的圆形电子注驱动。该互作用电路的电子效率和3-dB带宽分别为15.6%和120 MHz。     

５００ ｋＷ 四极电子管栅极组件热分析与结构优化

四极电子管可以作为射频四级场(Radio Frequency Quadrupole, RFQ)加速器的射频功率源,而阴极和栅极作为四极电子管的关键电极,其结构参数直接影响四极电子管的输出功率和增益等主要性能参数。本文利用有限元分析软件ANSYS,对RF频率为195-600MHz、输出功率为500kW的四极电子管的栅极等关键部件进行了热分析计算。为模拟工作状态,首先施加阴极组件给定的功率,观测阴极和栅极组件的温度分布情况,然后进行抑制栅极散热翼片的结构优化与设计,仿真结果显示：栅极最高温度从289.29oC下降至268.21oC,达到优化抑制栅极的散热效果,并使用ANSYS的热-结构联合模块对其进行耦合计算分析,验证了优化后栅极结构的可行性,改善了四极管的散热需求,从而保证四极管能在合适的工作温度下稳定运行。     

梯形结构高功率扩展互作用速调管

对平面梯形结构多间隙谐振腔的模式分布、特性阻抗、耦合系数以及工作稳定性进行了研究.在此基础上给出了W波段高峰值功率扩展互作用速调管高频互作用系统设计,并采用三维粒子模拟(PIC)技术对电子的速度调制、群聚及其与高频场的相互作用和能量转换等物理过程进行了研究,定量给出了放大器的功率、带宽、效率以及增益等关键技术指标.PIC结果显示:在中心频率94.52 GHz以及电压16 k V、电流0.6 A的电子注参数下,最大输出功率达到1.8 k W,相应的增益和电子效率分别为47.7 d B和19.4%;扫频结果显示瞬时3 d B带宽为210 MHz.     

X波段带状注速调管的设计及实验研究

本文简要地报道了中国科学院电子学研究所对X波段带状注速调管所做的研究工作,其目的是对这种新方案进行原理性的验证。这项研究包括两个阶段,在第一个阶段中,成功建造并测试了使用闭合周期磁聚焦方案的带状注电子光学束管,在第二个阶段中,完成了高频互作用结构的设计并制造了完整的X波段带状注速调管。实验中,在125 kV附近观察到了器件的放大特性。在输入功率0.71 kW,工作频率11.69 GHz时,带状注速调管输出功率达到了2.8 MW,3 dB带宽30 MHz,增益35.96 dB,效率32.52%,束流通过率73.3%。在工作电压135 kV时,可以观察到大于93%的束流通过率,然而,此时管内出现振荡。这项研究表明带状注速调管有望在高功率的场合中获得应用,同时,寻求抑制振荡的方法仍然是未来研究中的艰巨任务。     

G 波段带状注速调管电子光学系统的初步设计

设计了G 波段带状注速调管电子光学系统,主要工作参数为：电子注电压16.5kV,电流0.58A。电子注通道截 面3.272mmx0.274mm,通道长度20mm。阴极面是曲率半径为5mm 的矩形柱面,尺寸为2.5mm×1.2mm,电子注在单一 方向上压缩,电子注束腰截面尺寸2.5mm×0.12mm,电子枪压缩比10:1。采用均匀场聚焦方式,模拟了三种磁场强度下 的电子注成形和传输过程。模拟结果显示,电子注传输的Diocotron 不稳定现象在强磁场下得到改善;磁场强度为8700Gs 时的传输通过率为100%。     

火电厂回转式空气预热器漏风原因及控制措施分析

在当前火电厂生产运营过程中,其热交换机设备主要以回转式空气预热器为主,通过回转式空气预热器的使用,有效的降低了漏风现象的发生机率,确保了锅炉运行的经济性和安全性。所以在对回转式空气预热器进行安装时,需要严格依照规定的安装程序进行,在安装过程中对诸多细节进行重点关注,有效的确保安装的精准度,这样才能确保回转式空气预热器漏风量的有效降低。文章对空气预热器概况和漏风进行了分析,并进一步对空气预热器安装过程中控制漏风的措施进行了具体的阐述。     

X 波段50MW 速调管电子光学系统的初步设计

：采用PIC 模拟程序对X 波段50MW 速调管的电子光学系统进行了初步的设计。设计的电子枪压缩比>120, 阴极发射电流密度均匀,电子注轨迹层流性良好。模拟设计的电子枪区最大场强达到27.8kV/mm,属于可以承受的范围。     

W波段连续波带状注扩展互作用速调管高频电路的设计

针对W波段速调管难以实现连续波高功率的问题,设计了一个工作在TM₃₁-2π模式的W波段连续波带状注扩展相互作用速调管（EIK）高频电路,该电路采用电压20 kV、电流0.65 A,2.5 mm×0.3 mm的带状电子注,高频系统采用五个哑铃型的五间隙谐振腔,输出系统采用对称输出波导。通过理论设计和高频结构参数优化,三维PIC仿真结果显示：在输入功率0.2 W的条件下,能够获得超过1200 W的输出功率,效率和增益分别为9.35%和37.8 dB。在高频参数敏感性和误差稳定性方面,对TM₃₁模式和TM₁₁模式进行了详细的对比分析。