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。     

回旋单腔管的轨道理论及其计算

本文研究圆柱形谐振腔中电子回旋脉塞的轨道理论。考虑了开放式谐振腔中输出孔反射的影响。在a(v_?/v_(11))为1.5与2的情况下,在各种腔长上计算了电子与场互作用的最佳电子效率。对直流恒定磁场与高频电场进行了优化。计算与讨论了输出功率、腔壁损耗、工作电流与腔长的关系。所得的公式和大量的计算数据与曲线可作回旋振荡管设计计算与选择参量的依据。     

圆柱型开放式諧振腔回旋单腔管的线性理論

本文提出了一种开放式谐振腔中場的简化表达式,它与考虑了腔体存在辐射输出时的实际場分布能很好吻合。在此基础上,采用文[1]的分析方法具体进行了圆柱型开放式谐振腔回旋单腔管的线性理论分析。分析结果与实验具有较好的一致性,而且在输出口反射系数为1的正弦型場纵向分布条件下所得结果与文[2]等的结果相同。     

回旋管非线性数值分析方法

本文从电子回旋脉塞的非自洽理论出发,对采用变磁場的均匀腔和几种不同形状的变截面开放式谐振腔的回旋单腔振蕩管内的电子束与电磁場的相互作用过程进行了非线性分析,提出了近优参量的计算方法和参量的计算机优化的简捷途径,并为工作在H_(011)模回旋基波的2公分回旋振蕩管和工作在H_(521)模二次回旋谐波的4毫米波回旋振蕩管提供了优化参量。     

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。     

大回旋半径回旋管的非线性分析

本文对大回旋半径电子回旋脉塞及其回旋管进行了非线性分析。结果表明,工作在4次电子回旋谐波上,电子效率可达25％以上。影响电子效率的主要因素是直流磁场强度、腔场幅值及其电子注的初始横向速度。     

毫米波准光腔回旋管研究取得重大突破

我院高能电子学研究所承担的中国科学院科学基金课题——短毫米波和亚毫米波新型电子回旋脉塞的研究(基础性探索课题)已胜利完成。 该课题组自行设计的新型准光腔回旋管已于1985年底研制成功。此管采用的斜旋转轴对称准光开放式谐振腔具有损耗小、Q值高、体积大(功率容量大)、输出结构简单、并能采     

回旋管复合腔的綫性理諭

本文利用线性动力学理论和扰动方法,详细研究了回旋管复合腔的注波互作用和电子注的预群聚作用。推出了电子注与波的互作用功率、频偏和起振电流等公式,并进行了详细的讨论和分析。     

回旋管单阳极电子枪计算机辅助设计

根据回旋管对电子枪的要求,采用综合法和分析法设计了该单阳极磁控注入电子枪编制了一套大型的计算程序,利用计算机辅助设计,给出了电极形状、电子轨迹与电子渗量。计算表明,这种电子枪具有速度零散小、层流性较好、体积小等特点。该枪已用于制管实验中。由热测实验表明,它具有明显的优点。     

变截面波导开放式諧振腔的研究

本文给出了求解任意缓变截面波导开放式谐振腔中場分布解析解的普遍理论,并以回旋管谐振腔为例详细讨论了考虑绕射输出情况下場分布解析解的求解过程,求出了该情况下的場解析解、本征频率、反射系数和绕射品质因数Q_d。所得结果均与实验滿意地吻合。     

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。     

回旋单腔管连续窄脉冲测试中对调制器参量要求的探讨

通过对15GHz实验回旋管连续窄脉冲热测的总结,整理了有关数据,绘制了该管的外伏安特性曲线,并从调制器的输出电压波形、回旋单腔管的外伏安特性曲线、输出高频振荡包络间的关系,引入动态内阻与静态内阻的概念。讨论了回旋单腔管对调制器输出电压波形的要求,从中总结出在设计该类调制器时对各个参量的要求,希望能对设计该类调制器以及将来使用回旋管时,有所裨益。     

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。     

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。     

回旋管小信号振荡特性的新分析法

采用积分变换法推导出圆柱腔 TE_(mn1)模回旋单腔管的小信号振荡方程。发现该方程与电子回旋脉塞色散方程之间存在着明确的数学联系。利用这种数学联系,可以准确而简洁地求解小信号条件下回旋管的“热”振荡频率和增长率。     

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。     

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。     

緩变截面波导型开放式諧振腔的数值計算

采用双边法在微型机上对开放式波导谐振腔进行了数值计算,求出了谐振频率、品质因数及場分布,并与实测结果进行了比较,两者具有滿意的一致性,表明计算方法具有简单、可靠、省时的优点。     

大回旋半径回旋管的线性理论

本文采用文献[1—4]中提出的方法,对大回旋半径电子回旋脉塞进行了理论分析,导出了电子回旋脉塞的色散方程,系统地阐述了大回旋半径回旋管的线性理论。在此基础上,得到了起振功率、起振电流以及频率偏移的表述式,并进行了数值计算。     

轴向复合周期磁场准光单腔电子回旋諧振塞的动力论

当电子回旋谐振脉塞(ECRM)工作于短毫米波和亚毫米波时,由于实验室和工厂所能获得的直流磁场所限,必须采用高次回旋谐波工作,这就使常规的ECRM产生许多困难。因而近期来出现一些研究工作,以寻求降低磁场为目的,本文建议利用轴向复合周期磁场。分析表明,可以达到上述目的,从而有可能构成一种新型的ECRM。 在本文的线性动力论分析中,阐明了周期磁场降低回旋脉塞工作磁场的机理是电子回旋波在周期磁场内退化为一系列电子回旋波的空间谐波。 文中导出了ACT—磁场ECRM的特性方程,从而可以确定器件的振荡频率、增长率和起振条件。