W 波段回旋行波管双阳极磁控注入电子枪的设计

回旋行波管是大功率、高频率的微波毫米波器件。根据W波段回旋行波管的要求,设计了双阳级磁控注入电子枪。由电子光学理论,计算得到电子枪的初始参量,然后利用粒子模拟软件MAGIC构造电子枪模型,分析电子枪各个参数对电子注性能的影响,为电子枪设计优化提供了一定的依据。最后优化得到符合设计要求的低速度零散电子枪结构。电子枪阳极电压为70kV,电流10A,电子注速比1.07,电子注横向速度零散0.8%。     

高功率低速度零散单阳极磁控注入电子枪的研究

该文利用基于绝热压缩原理和角动量守恒理论的解析方程组,在对电子枪相关参量分析的基础上,研究一种阴极采用鼻状辅助聚焦极的单阳极磁控注入电子枪。通过电子光学软件EGUN-226对电子枪结构进行优化设计,比较分析了不同横纵速度比对电子注轴向速度零散的影响。结果表明这种结构的电子枪可以适应比较大的电流应用。     

W波段回旋行波管新型曲线阴极磁控注入电子枪优化设计

设计了采用新型曲线阴极结构的W波段双阳极磁控注入电子枪,手动优化得到的电子注参数在速度比1.1时,纵向速度零散为1.84%.为了克服手动优化方法的繁琐和低效,引入了数值计算方法的优化策略,编制了基于MATLAB语言的遗传算法和模拟退火算法的优化程序,并结合二维电子光学软件EGUN对该W波段曲线阴极结构电子枪进行优化,优化得到的电子枪在保证电子注速度比1.1的情况下,纵向速度零散分别达到了0.81%和1.05%.与手动优化方法相比,数值优化方法不需要设计者干预优化过程,具有自动高效的特点,且优化结果更好.     

辐射型加热磁控注入电子枪温度均匀性和热形变分析

基于140 GHz兆瓦级回旋振荡器电子枪设计和研制,利用ANSYS热分析软件,建立相应的磁控注入电子枪模型,分析电子枪工作时阴极温度均匀性及热形变,尝试通过相关几何和电参数的调整,在改善阴极温度均匀性的基础上,尽可能消除热形变对电子轨迹质量的影响。通过对比相同加热功率下阴极发射带的实测温度及仿真温度,评价了仿真模型及结果的合理性,为阴极组件的实际设计提供了参考数据。     

3mm回旋行波放大器单阳极磁控注入式电子枪的设计

该文根据3mm回旋行波放大器对电子枪的要求,完成了单阳极磁控注入式电子枪的设计。首先由绝热理论和角动量守恒关系式,求出了电子枪的初始设计参数,如阴极倾角、电子注发射表面宽度和阴-阳极间距离等;然后借助电子注轨迹分析程序EGUN,利用数值计算的方法得到了最终的电子注参数。结果显示:在电子注加速电压70kV,工作电流4.55A,电子注的横向与纵向速度比为1.0时,电子注的轴向速度零散为2.4%,能够满足回旋行波管放大器对电子注低速度零散的要求。     

28 GHz低速度离散回旋管电子枪三维电磁设计

磁控注入电子枪可以产生具有角向旋转速度分量的电子束,是回旋管的核心部件之一,其性能优劣直接决定了整管的系统性能。本文首先分析了两种典型的磁控注入电子枪结构,根据28 GHz回旋管互作用腔束-波互作用工作需求,设计了一种双阳极结构的电子枪。三维粒子仿真设计结果表明,在阴极电压40 kV、调制阳极电压18.2 kV、电流3.2 A的条件下,引导中心半径为3.2 mm,横纵速度比为1.5,横向速度离散达到了1.06%。与此同时,所设计的电子枪具有较大的工作区间,在横纵速度比为1.9时,横纵速度比离散依旧能够达到不高于5%的要求。     

回旋管双阳极磁控注入电子枪分析与数值计算

根据回旋管对电子枪的要求,考虑相对论效应和空间电荷效应,编制了一套大型的计算程序.利用计算机辅助设计,计算出了电极形状、电子轨迹与电子注参量.计算表明,这种电子枪具有速度零散小、层流性较好、体积小等优点.     

170 GHz回旋管电子枪的设计

170 GHz回旋管是等离子体核聚变中电子回旋谐振加热的理想功率源,在功率上要求具有1 MW以上的输出功率.要产生这么大的输出功率,就需要具有足够大横向能量的电子注与高频场的横向电场进行互作用,因此要对电子枪进行专门的设计.利用绝热压缩理论及相关的仿真软件对双阳极磁控注入电子枪进行了设计,得到了较好的电子注参数.所设计的电子枪能在工作电压80 kV、工作电流40 A 的条件下为170 GHz 基波回旋管提供所需的回旋电子注,其引导中心半径为8.27 mm,横纵速度比1.5.     

回旋行波管高质量阴极及电子枪研究

回旋行波管对回旋电子注参数（纵横速度比、速度零散等）非常敏感,实验中需进行电子参数调节,高质量电子枪研制是整管设计核心之一。基于理论分析、结构分析及热分析等对回旋行波管电子枪进行改进设计,对阴极、热子进行优化设计,研发的电子枪速度零散＜2%,优于国际报道的3%。项目在热分析和形变分析基础上,改进了阴极结构及制备工艺,显著提高了热子加热效率,将阴极加热功率从100W降低至50W左右,提升了阴极发射的均匀性和稳定性,10%工作比下长时间工作稳定、可靠,有效保障了阴极寿命,新研电子枪在Ka频段回旋行波管装管实验,脉冲功率100kW,平均功率10kW,连续工作稳定、可靠。     

用边界元法计算回旋管单阳极磁控注入枪

提出了以边界元法作为理论基础,分析磁控注入枪问题,推导出用边界元法计算这类问题的基本理论方程。并根据整管要求,设计了单阳极磁控注入枪。利用Fortran语言编制了一个模拟计算磁控注入枪的程序,利用计算机辅助设计,给出了电极形状、电子轨迹和电子注参量。理论分析和实际计算结果表明,利用边界元方法分析磁控注入枪是一种有效的方法,具有很好的优点,这为分析电子光学系统提供了一条有效途径。     

Analysis of Low Frequency Oscillations in Magnetron Injection Guns

In our gyro-TWT experiments, low-frequency oscillations (LFOs) had been observed. LFOs is a physical phenomenon usually caused by the electrons trapped between the magnetron injection guns (MIGs) and the interaction region. In this paper, the formation procedure and physical mechanism of LFOs are reported. Available methods including optimizing the magnetic field distribution in the beam compression region and loading bevel cuts on the second anode are involved to capture the trapped electrons, suppress the LFOs and improve the helical electron beam quality. Simulations and experimental results are in good agreement with each other and also reveal the reasonableness of this means. Finally, the influence of current capture ratio on LFOs and the beam quality are studied. With the current capture ratio increasing, the amplitude of LFOs decreases, the pitch factor maintains a constant about 1.2 and we also demonstrate a low transverse velocity spread about 3%.     

一种消除X波段低噪声放大器低频振荡的方法

为了消除X波段低噪声放大器(LNA)设计中在低频端产生的振荡,提出了在输入级HJ-FET管的栅极和源极之间跨接一定长度微带线的方法.通过优化微带线的长度从而消除了多级级联LNA电路中低频端产生的振荡,同时改善了电路的匹配特性,降低了输入端电压驻波比,使带内输入电压驻波比由1.868降低到1.403,提高了LNA工作的稳定性,而噪声性能仅有很小变化.     

低频振荡中电磁转矩系数的计算

复转矩系数法在电力系统低频振荡对系统稳定性影响的研究中起到了重要的作用。随着电网技术的快速发展,振荡模式和起因变得越发复杂,之前的电力系统电磁转矩系数法在现有大型电力系统的稳定性分析中已基本失效。因此,如今我们有必要在原有的技术上提出进一步的改进和创新。     

高功率相对论磁控管注入式锁相条件的研究

在经典锁相理论Adler 条件基础上,考虑到相对论磁控管互作用空间内高度非线性的束波互作用,用粒子模拟方法得出了磁控管注入式锁相模型的注入比和频率差的参数区域图,研究了注入比和频率差对锁相的影响。模拟结果表明,在相对论磁控管的谐振频率为2.4667GHz 情况下,当注入比为0.25、频率差为35MHz 或20MHz、注入比为0.15 都可以实现稳定锁相。在此基础上对经典的Adler 条件引入了非线性参数修正,其取值与器件工作时的非线性程度有关,基于本文模型得到的非线性参数约为7,可见修正后的理论结果比经典理论结果允许有更大的锁相范围。     

低真空下射频磁控溅射法制备ITO薄膜

在低真空(2.3×10-3 Pa)下采用射频磁控溅射法制备了ITO薄膜.溅射温度200 ℃,溅射气氛为氩气和氧气的混合气,溅射靶材为90 %氧化铟、10 %氧化锡的陶瓷靶.用场发射扫描电子显微镜和X衍射仪研究了薄膜的显微结构, 用X射线光电子能谱表征了薄膜的成分.ITO薄膜在可见光范围内有较高的透射率(80 %～95 %).在低工作气压(1 Pa)下,氧气流量比率[O2/(O2+Ar)]越小,薄膜的透射率越高、导电性越好.在高工作气压(2 Pa)下,制备得到低质量、低透射率的无定形薄膜.     

晶体振荡器固有频率对稳频时间的影响分析

文章阐述了石英晶体振荡器的振荡原理及＂固有频率＂与振荡电路稳频时间的关系。通过对一种石英晶体门振荡器的参数优化过程,介绍了一种通过降低固有频率来抑制泛音振荡从而减小稳频时间的方法,使稳频时间缩小至微秒级。     

频移反馈激光器的某些驱动弛豫振荡特性

给出长寿命激光增益介质Ｎｄ∶ＹＬＦ频移反馈激光系统的某些驱动弛豫振荡特性。用速率方程对该系统进行模拟计算，获得了与实验一致的满意结果。     

基于磁控溅射的石英谐振器升频微调技术

石英晶体谐振器(QCR)是现代电子行业领域中一种不可缺少的电子元器件.通过计算并沉积不同形状及厚度的电极在具有某一基准频率的石英晶片上,即可得到所需目标频率.受镀膜设备、掩膜板、晶体尺寸及镀膜位置等因素的影响,很难精确地一次性得到目标频率,特别是对于批量生产的石英谐振器,要获得一致性很好的频率更难,因此,后期的频率微调...