束-离子通道系统的电磁慢波特性

 利用荷流体线性微扰理论分析了无外加磁场时相对论电子束在离子通道中的三维扰动效应,导出了系统的等效介电率张量.对电磁波沿轴向传播的情况进行了详细研究和数值模拟计算,得到了系统的色散关系.结果表明,此系统存在电磁慢波的传输特性.电磁波与电子的Betatron振荡相互耦合,可能是该系统出现电磁辐射的物理原因.研究结果也旁证了:由此系统电磁不稳定性所带来的电磁辐射,在一定条件下可能是切连科夫辐射.     

夹持杆的结构和尺寸对慢波结构散热特性的影响的研究

该文利用ANSYS软件对采用不同结构夹持杆的慢波组件的散热性能进行了分析。分别在稳态和瞬态两种情况下,分析与比较了采用不同结构的夹持杆对慢波组件的散热性能的影响。得出了不同结构夹持杆在影响组件散热时的几个因素,对慢波组件夹持杆结构和尺寸的设计有一定的参考作用。     

离子通道激光

离子通道激光(ICL)是一种可工作在紫外和X射线区的新型自由电子激光。本文对低增益情况下ICL的辐射放大机制进行了研究。利用Madey理论导出了ICL的增益公式;通过群聚参量Bi对ICL中电子的两种不同的群聚机制进行了讨论;由谐振条件得出了ICL的输出频率,并与回旋自谐振脉塞(CARM)和常规自由电子激光(FEL)进行了比较。     

阴极-热子组件加热功率的研究

对影响阴极-热子组件加热功率的几个因素进行了分析,并从有效加热面的增大、阴极支持筒材料的选择、氧化铝绝缘层烧结工艺以及装架工艺等几个方面进行了改进,从而满足了高可靠、高效率、长寿命X波段行波管的使用要求.     

螺旋线行波管慢波系统的综合热分析法

该文提出了一种研究螺旋线行波管慢波系统散热性能的综合分析方法。该方法以一定的预备实验为前提条件,利用理论公式推算出接触处的界面热阻率,使用仿真软件进行精确的模拟研究。该方法可以准确的反映慢波系统的散热性能,可以降低实验成本,节约材料,节省实验时间。通过对采用氧化铍夹持杆、氮化硼夹持杆和镀铜螺旋线的慢波组件的研究,验证了该方法的一致性和可行性。     

测量行波管电子注的减速电场能量分析器的研究

为测量行波管电子注的能量分布,本文设计和验证了一个减速电场能量分析器(retarding field energy analyzer,RFEA).该能量分析器由一个连接负偏压的减速环、一个电子注采样方孔和一个电荷收集极构成,通过调节减速环的负偏压,选择相应能量的电子,就得到电子注的能量分布.计算机仿真结果表明该分析器对于低能量(几千电子伏到10 keV)的电子注具有良好的分辨率.实验测量了一个导流系数为0.45 μP的宽带行波管电子枪发射的电子注的能量分布,实验数据与仿真模拟结果具有较好的一致性.     

镀膜组件对螺旋线慢波结构性能的影响

本文利用实验测试和软件仿真的方法,分析研究了镀膜组件的应用对慢波结构的散热性能和高频特性的影响.研究表明:在螺旋线外表面镀膜可以改善慢波结构的散热性能和高频损耗;金属化夹持杆实现焊接装配,可以有效地提高慢波结构的散热性能;在夹持杆的两侧镀膜可以显著地调节慢波结构的高频特性.     

W波段三次谐波回旋振荡管的模拟与设计

研究了影响毫米波谐波回旋管互作用效率的多个因素,通过采用三次谐波工作,94 GHz回旋管的工作磁场降低到了1.185 T,使采用永磁体取代超导磁体成为可能.利用自洽非线性计算和粒子模拟研究了回旋振荡管的注-波互作用过程,发现了腔体品质因数与互作用效率的内在联系,研究了工作电压和电子注横纵速率比对耦合强度的影响,考虑了磁场渐变及电子注速度离散对互作用效率的影响,通过选择合理的工作模式和系统参数,当工作电压为40 kV、工作电流为12 A、电子注横向速度离散为3%时获得了95 kW的输出功率及19.7%的效率.当采用单级降压收集极后,效率可以进一步提高到39.2%.     

毫米波行波管返波振荡的仿真研究

该文利用HFSS仿真了工作在Ka波段的螺旋线、反绕双螺旋线及耦合腔等慢波系统,通过傅里叶分析得到空间谐波,进而分析和比较了上述慢波系统的返波振荡特性.结果表明:螺旋线慢波系统中出现明显的角向谐波次数和轴向谐波次数不相等的窄问谐波分量,在π模附近,有产生返波振荡的危险:而反绕双螺旋线通过提高基波耦合阻抗及可工作的归一化频率来提高了抑制返波振荡的能力;为了避免返波振荡,耦合腔工作频带的选择应尽可能远离单腔相移为π,2π的频点.     

螺旋线行波管慢波组件散热性能的研究

提出了慢波组件散热性能的评价方法——电阻温度系数法，利用此方法对冷弹压法、缠钼带热挤压法、石墨热挤压法及新型的无变形热挤压法制备的慢波组件散热性能进行了实验研究，结果表明无变形热挤压方法比冷弹压法和传统的缠钼带热挤压法制备的慢波组件散热性能好。传统的石墨热挤压法可与无变形热挤压法制备的组件的散热能力相比拟，但石墨热挤压法会引起慢波组件的两次变形，使慢波组件的微波反射点增多增强，从而影响慢波组件的电性能。对国产BeO和进口BN夹持杆组成的慢波组件的散热性能进行了比较研究。同时对镀铜和镀金螺旋线与无镀层螺旋线组成的慢波组件也进行了对比研究。这些结果为制备散热性能好的慢波组件提供了有益的实验结果。