一维阵列电子注平面聚焦系统磁场分布特性

针对平面集成行波管对一维阵列电子注聚焦的应用需求,设计了4通道电子注平面磁聚焦系统。将各通道磁场轴向和横向分量沿轴分布特征计算结果与测试结果进行对比,确认了Opera软件计算磁场分布特征的准确性。为与轴对称周期永磁(PPM)聚焦系统电子注通道内磁场分布特性进行对比,建立了轴对称PPM聚焦系统模型,测试结果与计算结果一致性较好。通过平面聚焦系统与轴对称PPM聚焦系统电子注通道内的磁场纵向和横向分布特性对比表明,两种聚焦系统电子注通道内纵向和横向磁场具有相同的分布特征,在离轴相同位置的圆周上横向磁场分量与轴向分量的比值均为B_x/B_z≈0.11,该平面聚焦系统可实现一维阵列圆形电子注的良好聚焦。     

耦合腔行波管PPM聚焦系统中横向场的研究

利用电磁计算软件Opera-3d对耦合腔行波管周期永磁聚焦系统中的横向场进行数值模拟计算,分析其分布规律,探讨了影响横向场幅度变化的主要因素,模拟表明横向场增大时会降低聚焦电子注的静态流通率。     

周期永磁聚焦电子注的实验测定

为了确定在行波管制造过程中所允许的公差,用一个能够对周期永磁系统内的电子注进行自动三维测绘的电子注分析器,测量了电子注位置和电子注脉动与电子注注入的偏心度、电子枪的倾斜度以及阳极—周期永磁聚焦系统间隔之间的关系。在周期永磁聚焦系统中,横向场的影响看来是严重的。对实验结果和二维Hermannsfeldt计算机程序的计算结果进行了比较。     

行波管长周期永磁聚焦系统的研究

对长周期永磁聚焦系统中电子注的脉动情况进行了系统的研究。在增大磁系统周期的时候,从理论上讨论了高次谐波,磁场参量和空间电荷参量对电子注脉动的影响,最后利用计算机仿真软件OPERA对电子注在长周期磁聚焦系统中的运动进行了模拟。结果表明,理论推导的结果与计算机模拟值相符,可以利用这种方法进行长周期聚焦系统的模拟和设计。     

行波管过渡区磁场的研究与设计

周期永磁聚焦系统因其体积小、重量轻等优点而在行波管中得到广泛的应用。为了进一步改善其特性,文章 通过MTSS 软件对不同磁场聚焦下的电子注进行模拟,结果表明对于不同的过渡区磁场值,使电子注聚焦的磁场的最 佳起始位置不同,它随过渡区磁场值的增大而逐渐远离阴极并靠近注腰位置。这个结果对于PPM 的优化具有重要的意 义。加入优化后的聚焦磁场并使用三维程序对Ku 波段150W 螺旋线行波管的电子注进行模拟,波动由原来的20%降低 为11%;同时降低了所需要的周期磁场的峰值,这有助于实现行波管的小型化。     

星载栅控行波管电子光学系统设计与实验研究

设计了X波段1600 W星载栅控行波管电子光学系统,详细介绍了电子枪和周期永磁聚焦系统的设计过程,分析了磁场峰值对电子注注腰位置的影响,以此为基础优化了过渡区的磁场,获得电子注与磁系统的良好匹配.在此基础上进行了实验验证,经测试静态流通率达到99.4％,满足了整管的设计需求.     

PRPM聚焦多注速调管电子光学系统的研究

该文采用边界元( BEM )软件TAU对具有周期反转永磁(PRPM)聚焦结构的多注速调管电子光学系统进行研究。通过编写程序增加TAU读入三维磁场数据的功能,从MAFIA中导入三维磁场,分别模拟了处于径向不同位置处电子注的轨迹。通过对磁聚焦系统进行优化设计,外层电子注轨迹得到明显改善。使用软件TAU进行三维模拟可以大大缩短模拟时间,便于多注速调管电子光学系统的工程设计。     

D波段行波管电子光学系统设计

提出一种用于D波段行波管的电子光学系统设计方案,包括电子枪和永磁聚焦系统,并进行了验证。电子枪采用经典皮尔斯电子枪结构,阴极发射面的外层设置阴极套壳,抑制阴极边缘杂散发射;采用圆柱形控制极替代锥形控制极,同时在聚焦极加负偏压,调节电子注的压缩状态。所设计电子枪工作电压为19 kV,提供电子注电流57 mA,注腰半径为0.068 mm,射程为14.9 mm。为在半径0.15 mm的电子通道中稳定地聚焦和传输电子注,永磁聚焦系统采用周期永磁聚焦系统。峰值磁场为布里渊磁场的2.9倍,增加了电子注刚性。模拟结果显示,传输的电子注最大波动半径小于0.1 mm。按所设计的电子光学系统加工组装了试验流通短管,测试结果显示电子注电流为49.83 mA,收集极电流为49.6 mA,对应电子注流通率达到99.5%,实现了设计目标。     

行波管中周期永磁聚焦系统的研究

主要讲述了电子注在周期永磁聚焦系统中的运动和磁场选择不当时电子注的脉动情况以及电子注流通率与磁场强度的关系.实验发现,磁场强度并不是越大越好,磁场只在一定范围内才能实现电子注的聚束,电子注流通率与磁场强度成抛物线关系,磁场范围的选取应根据实际情况选择合适的范围.     

行波管中聚焦磁场对互作用影响的研究

本文应用MAGIC模拟软件,研究了周期永磁聚焦螺旋线行波管中聚焦磁场的分布对电子轨迹的影响.分别模拟了电子的静态轨迹和互作用轨迹,通过对电子轨迹的分析,设计了一种渐变的磁场分布.应用MAGIC模拟软件对这种渐变磁场进行模拟仿真,结果显示这种渐变磁场可以有效抑制电子散焦,并通过仿真结果分析了如何设置这种新型磁场.     

耦合腔行波管PPM聚焦系统横向磁场分析

借助三维静磁场分析软件,模拟仿真了两种非旋转对称PPM聚焦系统的内部磁场：极靴耦合槽分别呈180°和0°排列。根据仿真结果分析了阿良莫夫斯基关于PPM聚焦系统磁场实验中的横向磁场成因;总结了铁制加载头对PPM聚焦系统横向磁场的改善效果以及对磁饱和的影响。最后归纳出横向磁场的3种成因,分别阐述了铁制加载头对其影响;给出了...     

毫米波耦合腔行波管非旋转轴对称PPM聚焦系统中的横向磁场

本文对一种能适应低电压大功率应用需要的毫米波耦合腔行波管的复合型PPM聚焦系统进行了分析,研究了系统中旋转轴对称性引起的横向磁场,探讨了极靴饱和以及加工和装配误差对聚焦系统的影响,并给出了有关的计算公式。     

Transport of electron beams in periodic permanent-magnet focusing systems with nonharmonic distribution of the magnetic field

The results of the study of the transport of electron beams in periodic magnetic fields are presented for the case when the distribution of the magnetic field is essentially different from a sinusoidal distribution in different parts of the drift channel. An easy-to-implement nonharmonic distribution of the magnetic field is found. This distribution ensures a small ripple of the envelope of a high-intensity electron beam. The results of application of combined periodic permanent-magnet (PPM) focusing systems in high-powered pulse travelingwave tubes (TWT) are presented for the TWTs having a slow-wave structure that is superposed with the pole pieces of the PPM focusing systems.     

一种新型周期永磁聚束系统的设计

本文以传统的轴向相斥排列的周期永磁结构为基础,为了减小各个峰值的波动和降低端峰的磁场梯度,通过延长两端磁环的厚度,对各磁环选用不同性能的磁性材料的方法,经过不断模拟计算和修正,最终得到了峰值波动小,端峰磁场梯度小的周期永磁结构,其ΔBp=5.78%,端峰磁场梯度为0.0849 T/mm。     

The Conditions for Stable Sheet Electron Beams Transport in Periodic Permanent Magnet Fields

The stable focusing or transport of sheet electron beams is an essential technology for an emerging class of high-power high-frequency planar-structure microwave devices. This paper, in consideration of space-charge field and cyclotron motion, describes theoretical study and simulation on sheet beams transport in periodic permanent magnetic (PPM) fields. Based on the theoretical study, we obtain the clear conditions for the stable sheet beams transport in PPM field. And the three-dimensional simulations of the sheet beam transport are in good agreement with our theoretical study. Our research will be useful in further study and experimental.     

基于Spindt冷阴极的行波管电子枪设计

针对X波段小型化Spindt冷阴极螺旋线行波管进行了电子枪设计.基于皮尔斯型电子枪结构,联合PPM高频聚焦系统,以电子注聚焦特性为优化目标,采用CST粒子工作室对电子枪结构和工作参数进行了优化设计,获得了 30 mA工作电流下电子注填充比为0.68的良好电子注聚焦.在此电子枪结构和高频结构下,分析了特定电流下电子注聚焦...     

Research about the behavior of electrons in thermionic fieldemission microwave guns

A revision of the variable total particle number of the PARMELA program is presented to fit the characteristics of a thermionic field emission cathode. The longitudinal space-charge spread and transverse space-charge effects are obviously changed. The trajectories, energy spectra, and time structure of the output currents with and without transverse magnetic fields were studied. The backbombarding energies for different magnetic fields are presented     

一种高效率多注毫米波行波管的设计模拟

对某Ka波段7注耦合腔行波管慢波系统进行了模拟,分析了多注耦合腔行波管的单腔冷测特性、周期永磁聚焦（PPM）系统以及PPM聚焦系统下的注-波互作用,模拟结果表明：在中心频率34.5GHz处,其饱和输出功率达到829W,增益43.16dB,带宽约1.4GHz,电子效率高达30.37%。