大功率回旋管电子光学系统数值计算中几个问题的研究

本文研究了大功率回旋管电子光学系统的特殊问题。采用了不受旁轴条件的磁场计算方法,提出了可以计及强电场、强磁场、空间电荷和阴极工作状态影响的阴极区场与轨迹的计算方法。建议了一种高精度的电场计算公式,在相限制同条使能量守恒精度比用拉格朗日九点插值公式提高一个数量级。文章还给出了改善纵向开放边界电位插值精度的实验公式。最后给出了计算得到的电极形状和件下电子轨迹。     

毫米波回旋管绝热磁控注入枪的計算机輔助設计

本文简述了回旋管电子枪的特点并在此基础上提出了工程设计方法。在程序设计中本文引入了合理的归一化方法,提出了“拉氏外推”和“泊松外推”以提高阴极区場的计算精度,并对阴极区电流密度的计算进行了讨论。编制了数值计算程序,给出了可用于制管的电极形状、电子軌跡和电子注参量。     

回旋管磁場計算方法的研究

本文提出了以能反映轴对称磁場物理本质的、在全区域內充分光谓的解析函数的组合来描述任意轴对称磁場的数学方法。用这种方法处理有随机误差的实验数据,计算离轴一定距离的磁場,其相对误差与原始数据误差在同一数量级,计算精度比直接展开法提高十至二十倍。这一方法不仅可用于解决回旋管研制中实验与数值计算的配合问题,对简化磁場设计也有一定的实用价值。     

8mm三次谐波复合腔回旋管研究

对８ｍｍ波段三次谐波复合腔回旋管进行了系统研究。对具有模式转换段的复合腔的特性进行了数值优化计算，在三次回旋谐波下，对电子注与复合腔中的场的互作用进行了非线性自洽数值模拟。设计并研制了三次谐波复合腔回旋管，在注电压Ｖｂ＝４３ｋＶ与磁场４．５ｋＧ下，得到脉冲输出动率大于５０ｋｗ，互作用电子效率为１２％的结果。     

微空心阴极放电的计算机模拟

给出了圆筒形微空心阴极氦气放电的三维、时域、自恰流体方程组(粒子连续性方程、电子能量平衡方程和泊松方程)及其稳态的差分方程组和合理的边界条件,并利用计算机模拟计算,得出了放电稳态时形成的粒子密度、电子平均能量、电位等值线和电场分布图。结果表明在放电过程中存在明显的阴极位降区和负辉区,空心阴极效应明显,存在高能电子以及放电空间中以径向电场为主。并对计算结果进行讨论,为微空心阴极放电器件提供了理论依据。     

多级降压收集极的计算机辅助设计

讨论了微波管多级降压收集极技术的重要性。对降压收集极区的主要物理问题进行了分析，提出了一种动态模拟与流线近似相结合的处理方法，编制了数值计算程序，并对二次电子发射问题做了较细致的处理。     

一种层流磁控注入枪的研究

本文采用综合法和分析法相结合的方法,研制了一种磁控注入枪。计算表明,该枪的电子轨迹具有良好的层流性,能工作在大电流密度下,回旋能量零散随电流密度的增大变化不明显。实际用于回旋管的热测实验表明,与具有交叉軌迹算的磁控抢相比,它有明显的优点。文中用数值计算分析了电极形状、磁場分布以及电流密度等因素对电子回旋能量及其零散的影响。     

三次谐波回旋管电子枪的设计

根据三次谐波回旋管对电子枪的要求，设计计算了两种电子枪。后一种更能适应大电流工作的情况。给出了电极形状，电子轨迹与电子注参量。经制管实验对比，整管效率达１２％，达到世界领先水平。     

耦合腔行波管三维大信号程序设计

讨论了耦合腔行波管大信号互作用的物理模型和三维计算机程序设计，考虑了电子注的圆环模型在径向、轴向的速度以及圆环旋转的角速度，详细研究了电子注对场的激励形式、返波的影响和相对论修正等因素，编制出了耦合腔行波管三维大信号程序。计算结果与实际相符。     

3cm相对论返波管的MAGIC模拟

运用全电磁的相对论的２１２维粒子模拟程序ＭＡＧＩＣ模拟分析了３ｃｍ相对论返波管中注波互作用的非线性过程，得到了器件微波输出功率、转换效率、工作频率、工作模式等参数，模拟结果与实验数据吻合较好。