3mm低电压回旋管设计与模拟

设计了一种3mm低电压二次谐波渐变结构复合腔回旋管,采用二次回旋谐波工作可以在获得高效率的同时,降低工作磁场到基波工作所要求磁场的1/2,使磁场系统简单紧凑。选择工作电压为25kV,可以降低回旋管对绝缘的要求和供电系统的体积及重量;采用渐变结构复合腔控制模式竞争和提高效率;工作模式为低损耗的TE02/TE03模式,有利于连续波工作。通过对回旋管中谐振腔结构、模式竞争以及注—波互作用的研究,分析了高频结构特性、寄生模式的抑制和工作参数优化等问题,给出了模拟设计结果。     

脊波导回旋管的大信号分析

本文在建立脊波导大回旋半径回旋管模型的基础上,对此回旋管做了非线性理论计算和分析,给出了脊波导场和QP_W公式的表达式。对于脊波导TE_(101)、TE_(301)模式电子回旋基波和回旋三次谐波工作的三种回旋管情形做了详细的计算。结果指出,TE_(301)回旋三次谐波工作的回旋管有51％的高效率。     

三次谐波复合腔回旋管自洽非线性模拟

建立了具有模式变换渐变段的复合腔回旋管的自洽非线性理论，编制了高次回旋谐波注一波互作用计算程序，对三次谐波注一波互作用进行了数值模拟，并且分析了多种因素对工作状态的影响。     

毫米波回旋管的非线性分析

本文对四毫米(75GHz)回旋管进行了非线性分析。从电磁场作用下单粒子轨道理论出发,计算了工作在H_(521)和H_(041)模式,二次回旋谐波的两种管型的优化电子效率,并对影响效率的各因素进行了分析讨论。为了抑制热测中发现的8mm基波振荡讯号(H_(221)模),进行了必要的计算和分析。为设计中确定管子的最佳效率,以及调整热测条件等提供了理论依据。     

缓变截面回旋单腔管非线性特性的研究

本文研究具有缓变截面开放腔回旋单腔管的非线性理论。对单锥及双锥两种结构开放腔内的场分布进行了数值计算,在此基础上研究了高频场分布对回旋管电子效率与输出功率的影响,计算表明适当的高频场分布会大大提高电子效率与输出功率。与此同时计算了电压、腔长、α(v_(10)/v_(no))等因素对回旋管参量的影响。所得大量数据与曲线为设计与改进回旋单腔管提供了依据。     

静电电子回旋脉塞的单粒子理论

本文用单粒子理论研究了静电电子回旋脉塞。通过对静电电子回旋脉塞中的电子运动的分析,导出了电子与波互作用的非线性摆方程。文中用二阶扰动方法求解非线性摆方程,得到了TE_(mn)和TM_(mn)两种工作模式的静电电子回旋脉塞不稳定性线性增益公式,进一步证实了静电电子回旋脉塞不稳定性是存在的。     

考虑电子注能量和动量离散的腔体ECRM非线性分析

本文首次从电子回旋谐振脉塞(ECRM)非线性軌道理论的一般原理出发,分析了人们颇感兴趣的回旋管内电子注能量和动量离散问题。文中简要讨论了三种产生回旋电子注的方法及引起能量和动量离散的原因。在此基础上提出了考虑能量和动量离散的轨道理论物理模型。文中以圆柱波导单腔回旋管和准光腔回旋管为例,对动量和能量离散的影响进行了非线性分析。结果表明,较大范围的离散对普通波导型腔体回旋管效率的影响并不大,而对准光腔回旋管则与电子注的注入方式有重要关系。 本文采用动量能量关系式作计算监测。它比用正角动量P_φ几作监测量有更大的普适性,计算也更简便。     

考虑能量守恒的回旋管自洽场理论

本文研究了一种回旋单腔管的自洽非线性理论。高频场是由腔体几何尺寸和交变电子注电流确定的。它不仅满足腔体两端的边界条件而且也遵守稳态下电子注与场互作用的能量守恒关系。应用这个理论数值计算了一种特定的回旋管的参量。讨论了一些因素对回旋管性能的影响。对考虑和不考虑能量守恒的结果作了比较。     

15GHz实验回旋单腔管

为了深入研究电子回旋脉塞的不稳定性和回旋管的设计,我听设计和制成了一种15GHz的实验回旋单腔管,对管子进行了各项测试,开展了多方面的理论研究。     

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。     

新型同轴慢波结构特性的研究

为了克服因增加返波管功率容量而引起的模式竞争问题,提出了波纹内导体同轴慢波结构,导出了该结构在冷腔时的TM0n模式色散方程,并数值计算和分析了该结构的色散特性。分析结果表明:采用该结构的返波管能够很好地改善模式竞争。     

一种分布于圆周上的多导体结构

本文研究了一种分布在圆周上的多导体结构。这种多导体结构不仅可能应用在普通微波电真空器件中,而且在高次回旋谐波低磁场回旋管及静电电子回旋脉塞中也有良好的应用前景。本文在考虑了多导体厚度情况下详细研究了该系统中的最低波型,即 TEM 波。从麦克斯韦方程出发,导出了系统中各区域中的场分布表达式。在此基础上求出了系统的耦合阻抗与横向阻抗的表达式。横向阻抗是考虑系统匹配的依据,本文对它进行了详细讨论,并进行了普适的数值计算,给出了计算结果,讨论了系统诸几何参量对横向阻抗的影响。     

对回旋振荡管初始激励场起源的新看法

与在传统微波管中认为导致振荡的初始激励场是“噪声”的观点不同,本文提出在回旋振荡管中回旋电子的自发辐射扬就是这种激励场的起源,而回旋振荡管的受激辐射就是被选择放大的某一自发辐射模。     

回旋管单阳极磁控注入电子枪的数值计算

研究了回旋管单阳极磁控注入环形电子注电子枪的设计计算原理。并以8 mm三次谐波永磁包装回旋振荡管电子枪为例,利用自编的程序进行数值计算和优化。讨论了空间电荷的影响和速度零散的改善,得到最佳的电极和电子注参数。电子枪已经应用于8 mm三次谐波永磁包装回旋振荡管研制中。得到了良好的效果。     

回旋管及回旋潘尼管的动力学理论

本文发展了目前回旋管的动力学理论。用动力学方法,描述了回旋潘尼管的不稳定性机理,求解了偶极电流。这样,本文提出的理论,不仅可以更为精确地描写回旋管,而且可以描写新近出现的回旋潘尼管。