220GHz回旋管模式竞争分析和数值模拟

当回旋管的工作频率提高时,为了增大腔体的半径,通常选择高次模式作为工作模式,这时回旋管中可能存在模式竞争,该文采用线性理论及多模非线性理论分析了所设计的220GHz回旋管振荡器中的模式竞争问题。编制了起振电流和多模非线性注波互作用计算程序,通过数值模拟计算出每个模式的输出功率对时间的变化情况,验证了回旋管中可能存在的3种平衡状态,证实了设计的合理性。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

回旋管及回旋潘尼管动力学理论

本文发展了目前的回旋管动力学理论;文中导出的有关公式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.1 前期理论的不足之处及改进方法     

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。     

圆波导TM_(mn)模回旋潘尼管

本文提出了圆波导TM_(mn)模回旋潘尼管的动力学理论。求解了引导中心的漂移以及产生的偶极电流。因此,本文结果不但适用了回旋潘尼管,而且比以往结果更为精确地描写回旋管。     

中国回旋管的发展计划(英文)

本文介绍在回旋管领域开展的研究工作及电子回旋谐振加热在中国的应用。同时,还报道在回旋管领域提出的新概念和取得的成果。     

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。     

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。     

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。     

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。     

GYL65回旋管

该管采用简单实用的高频系统和白宝石纯氧化铝大功率短波段输出窗,并成功地实现了超导磁体和回旋管的联机运用。该管于1987年在国内最大的 HL—1受热核聚变试验装置上进行了预电离试验,取得了明显效果,证明了回旋管及其微波传输系统的研制是成功的。在     

伯恩斯坦模回旋速调管高次回旋波的研究

本文介绍了伯恩斯坦模双腔回旋速调管实验系统。实验表明,双腔回旋速调管高次回旋谐波产生的波——电子相互作用较相应的单腔回旋管更强。这种效应对于发展低磁场、低电压毫米波回旋振塞将是有用的。     

自由电子激光电磁驻波Wiggler场的研究

对回旋管泵电磁驻波Ｗｉｇｇｌｅｒ场作了描述，运用短波长的电磁波作为Ｗｉｇｇｌｅｒ场可大大地减少对电子束能量的需求。同时，采用ＰＩＣ模拟方法对回旋管泵电磁驻波Ｗｉｇｇｌｅｒ场进行了模拟计算。回旋管运行在短波作用区域，工作在ＴＥ＿１３模式，其工作频率为１３０．３４ＧＨｚ、Ｑ值是５７８５６，并获得了周期和幅值均匀的Ｗｉｇｇｌｅｒ场分布。     

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。     

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。