345 GHz微折叠波导慢波结构参数分析

借助微机电加工技术(MEMS技术)研制的微折叠波导行波管(FWG-TWT)太赫兹辐射源,具有紧凑、小型、宽带以及高功率的特点。本文对345 GHz微电真空折叠波导慢波结构进行了结构参数的规律分析和初步优化设计。基于小信号理论设计的慢波结构的初步结构参数,采用三维PIC软件仿真并优化,研究了电子参数、几何结构参数、磁场参数与增益之间的关系,对折叠波导慢波结构的设计具有一定的参考意义。     

太赫兹折叠波导慢波结构的设计与微加工

从行波管工作的物理特性提出了一种获得折叠波导慢波结构参数的简单方法,给定工作频率和电压,能够获得折叠波导慢波结构的初始参数.设计了D波段的折叠波导结构来验证该方法,对其冷测特性如色散、耦合阻抗进行了分析.仿真结果表明,设计的折叠波导慢波结构在中心频率处具有较平缓的色散关系,在中心频率处耦合阻抗为3.5欧姆.在电子注电压为20.6 kV,电流为15 mA时,27 mm(50个周期)的折叠波导慢波结构在220 GHz具有13.5 dB的增益,3 dB带宽为11 GHz(213~224 GHz).同时讨论了折叠波导慢波结构的微加工工艺,并通过UV-LIGA工艺获得了实验样品.     

紧凑型自由电子激光太赫兹源研究进展

研制了一种具有两路微波馈入的新型热阴极微波电子枪和满足实验要求的主加速器增能段,介绍了该项目中的热阴极微波电子枪和主加速器的物理设计、数值模拟以及摇摆器测试结果等,并进行了初步热测实验。测得电子束能量约6.7 MeV,能散0.95%,归一化发射度13.5πmm.mrad。     

0.345 THz微电真空FWG-TWT的电子光学系统

对于太赫兹微电真空折叠波导行波管(FWG-TWT)放大器,高流通率是试验测试中首先需要达到的技术指标,是器件连续工作时高效束?波互作用的前提。电子光学系统包括电子枪、周期永磁聚焦系统(PPM)和收集极。本文通过对电子枪的高品质束流的产生、PPM对束流的聚焦2个方面研究束流的直流流通率。首先依据Vaughan迭代综合法初步选定电子枪的基本结构尺寸,然后通过粒子跟踪程序及PIC程序对电子枪的结构参数进行仿真优化,初步实现了0.345 THz FWG-TWT放大器所需的束流品质;进行了电子光学系统的电子枪和PPM的一体化数值模拟,研究了电子的直流流通率,最终流通率模拟结果达到100%。     

太赫兹FWG-TWT电子光学系统的数值模拟验证

结合实验模型,对0.22 THz折叠波导行波管(FWG-TWT)的电子光学系统进行数值模拟验证。首先对电子枪的工作机制进行细致研究和仿真验证,然后对电子光学系统(包括电子枪和周期永磁聚焦结构两部分)进行一体化建模,结合实际,合理设置仿真模型的工作参数及边界条件等。分析影响电子注流通率的关键因素,调整结构参数和束流参数,提高电子注的直流流通率。     

毫米波折叠波导行波管的研究

采用等效电路方法和电磁场仿真软件Ansoft HFSS分析了折叠波导行波管的结构参数对其高频特性的影响,并在此基础上确定了Ka波段折叠波导行波管的尺寸.利用三维非线性粒子模拟软件MAGIC3D建立了两段式折叠波导行波管的模型,模拟研究了切断区长度和位置对折叠波导行波管的饱和输出功率及第2段电路单位长度增益的影响.最后设计了一个工作于33～36GHz的两段式折叠波导行波管,其输出功率的波动小于1dB,最大连续波输出功率达670W,对应电子效率高达7.55％.     

基于热阴极的相对论返波管电子枪设计

近年来热阴极特别是钪系阴极得到充分发展,有望成为高功率微波的电子源。提出一种基于热阴极的新型“面包圈”式电子枪模型,以此电子枪作为相对论返波管的环形电子束发射源。通过仿真软件CST PARTICLE STUDIO对模型进行仿真验证,所得电子枪发射电流为786 A,阴极发射电流密度为30 A/cm2,电子束密度为305 A/cm2,电子通过率为99.9%。最后对热阴极在高功率微波器件中的应用进行了初步探索。     

0.67 THz折叠波导慢波结构损耗的计算

在太赫兹频段,损耗对折叠波导慢波结构的特性有显著影响。提出一种计算折叠波导慢波结构损耗的理论模型,推导出弯曲波导的衰减系数。分别使用理论模型和商业仿真软件计算了0.67 THz折叠波导慢波结构的损耗,二者的计算结果吻合较好,表明理论模型有较高的精确度。最后,使用理论模型分析了0.67 THz折叠波导慢波结构的结构参数变化对损耗特性的影响。     

X波段行波管阳极控制电子枪设计

大功率电子枪设计中的主要问题是如何构成强流电子束和使电子枪中电子束聚焦。利用差值计算的方法初步确定了电子枪几何尺寸参数,进而应用数值模拟的方法计算了电子枪的结构及束流特性,设计了应用于X波段连续波大功率行波管的阳极控制电子枪。该电子枪设计参数为：阳极调制,导流系数为0．44μP,射程大于37mm,注腰半径为1mm。结果表明,该电子枪可完全满足x波段连续波大功率行波管对互作用电子束的要求。     

W波段折叠波导慢波结构设计及三维注波互作用模拟

本文综合分析了折叠波导的几何尺寸和电子束参数，运用电磁场软件MAFIA的粒子模拟程序对三维折叠波导慢波结构进行了模拟．模型中，电磁波通过波导模式导入；为了克服较大空间电荷效应造成的电子注发散，使用了纵向聚焦磁场．基于三维互作用模型得到了W波段折叠波导的模拟结果，该结果可以对折叠波导慢波结构的三维互作用性能进行预测和分析．     

0.22THz折叠波导行波管放大器理论分析与数值模拟

为了解折叠波导行波管放大器的性能影响因素,在理论分析的基础上,对0.22 THz折叠波导行波管放大器进行系统的数值模拟与分析,重点讨论电子束压、束流、输入信号功率、结构周期数、材料电导率、引导磁场大小、电子能散度以及发射度对器件输出功率水平的影响.发现束压存在最佳工作范围,增加束流可以有效提高器件增益;输入信号不宜过强...     

电子枪的结构设计

结构设计是电子枪设计的重要组成部分。本文给出了电子枪结构设计的基本要求；设计了一把无截获栅控电子枪－芯柱－叠片式电子枪，它简化了工艺结构，并可获得精确的设计参量和高可靠性。     

电子枪设计制造工艺与阴极性能分析

本文从结构、材料、工艺方法等几个方面阐述了电子枪设计制造工艺过程,根据工作实践分析了电子枪设计与阴极性能的关系。     

可视电话、可视门铃用显像管电子枪的研制

可视电话、可视门铃具有广阔的发展前景,其显像管电子枪属于关键部件。本文介绍了用于可视系统三电位短电子枪的特点,电子枪透镜结构和工作原理,以及电子透镜的结构设计。实验结果表明,电子枪的性能参数符合设计要求。     

彩管电子枪CAD软件的研制与开发

随着新型高性能显示器件对图像分辨率要求的不断提高,彩管电子枪的结构设计变得越来越复杂,电极形状也更多的采用非对称性结构,这使得彩管电子枪的分析、模拟、设计和开发越来越多地依赖计算机辅助设计的手段。我们研制的电子枪模拟计算软件包ＥＧＳ（Ｅｌｅｃ－ｔｒｏｎＧｕｎＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ）就是专为彩管电子枪开发人员进行结构设计和分析的有用工具     

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%。     

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...     

层流枪用于电子束管的研究

着重研究层流枪在电流调制过程中特性参量的变化情况，并利用计算机计算结果优选方案，求得在常规调制过程中保持良好层流性的电子枪结构，根据设计装配了样管，实验结果与计算数据一致。