傳統(tǒng)的微波器件由于結構和工作機理的原因,在毫米波段上的研究就受到了限制,而基于電子回旋脈塞理論的回旋管填補了電磁波源頻譜的一個非常重要的空白。大功率回旋管相對于其他傳統(tǒng)微波器件是一種可靠的高功率微波源,它在工作頻率和輸出功率方面遠超傳統(tǒng)的微波器件,在毫米波、亞毫米波科學領域具有很強的應用前景,受到越來越多的科學家的廣泛關在。電子光學系統(tǒng)是回旋管的重要組成部分,本文就是對回旋管電子光學系統(tǒng)中的電子槍和收集極進行仿真和研究,我們就設計300kW回旋管電子光學系統(tǒng),對回旋管電子光學系統(tǒng)中的電子槍和收集極進行仿真研究。論文的主要工作如下:1.闡述了電子光學理論,從靜電場和靜磁場角度出發(fā),以麥克斯韋方程組為基礎進行推理分析。然后介紹分析了電子槍中的過渡區(qū)的一個重要特性絕熱壓縮作用。分析得到了電子槍中電子的運動軌跡,為下文的如何優(yōu)化好電子注提供了理論基礎。2.根據本文所要研究的300kW回旋管的設計要求,用PIC對磁控注入式電子槍進行設計仿真,對影響電子注性能的各種因素進行了詳盡的分析,最終設計了一只為300kW回旋管提供能量的電子注,該電子注的橫縱速度比是1.2,橫向速度零散是3.5%。3.對收... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

回旋管結構示意圖

響到磁控注入式電子槍的性能。這限制了電子槍性能的提升，很不利于其發(fā)令人欣喜的是，在二十世紀七十年代，前蘇聯(lián)科學家率先提出了一種回旋管磁控注入槍。這里的新型回旋管磁控注入式電子槍指的是該電子槍電子是層流的。隨后，美國科學家又在前人的根本上進行了新的設計和升級設計出了層流磁控注入式電子槍，這種層流電子槍的優(yōu)點在于可以忽略空效應引起的速度零散。這個優(yōu)點對回旋管的迅速發(fā)展提供了很強的動力。磁控注入槍的電子是由陰極發(fā)射面，在高溫和陽極的作用下發(fā)射出來經過電子槍的過渡區(qū)，受到了絕熱壓縮作用，在過渡區(qū)中，隨著磁場的不斷縱向能量轉換為橫向能量，橫向能量得到增強。在分解后，我們發(fā)現(xiàn)整個程可以分解成兩個方向：第一，在橫向上的旋轉；第二，在縱向上的旋轉注的大部分能量由縱向能量轉為旋轉動能，做回旋運動電子注在磁場中運形且為空心束，束中每個電子都以回旋頻率繞磁力線旋轉[2]。如圖 1-2 所示本文所研究的磁控注入式電子槍就是利用模擬仿真軟件，對這種電子槍進仿真，從而得到電子性能良好的磁控注入電子槍。

第三章 雙陽極磁控注入式電子槍的設計第三章 雙陽極磁控注入式電子槍的設計3.1 引言我們知道磁控注入式電子槍有雙陽極和單陽極電子槍之分，本文研究的是雙陽極電子槍。其基本結構如圖 3-1 所示[28]，雙陽極電子槍有兩個陽極：第一陽極和第二陽極。第一陽極能在改變第一陽極和發(fā)射帶之間的垂直距離的情況下得到所需發(fā)射體表面的場強，第二陽極作用是給電子注是加能量，讓電子注具有一定的速度，并使其維持電子注本身的運動軌跡。雙陽極電子槍在電子注調節(jié)上比單陽極更具有優(yōu)勢，對電子注橫縱速度比的調節(jié)以及對在陰極表面電場強度的調節(jié)更方便。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]W波段回旋管收集極橫向場掃描散焦系統(tǒng)的設計與仿真[J]. 王亞茹,耿志輝,徐壽喜,劉高峰,侯筱琬,顧偉,張珊,趙國慧.  真空科學與技術學報. 2016(11)
[2]回旋管磁控注入電子槍的設計[J]. 史少輝,劉濮鯤,徐壽喜,耿志輝,杜朝海,韓萬強,劉繼宏,可丹丹.  真空科學與技術學報. 2014(10)
[3]W波段連續(xù)波30kW回旋振蕩管高頻系統(tǒng)和收集極的設計[J]. 耿志輝,劉濮鯤,粟亦農,張世昌,顧偉.  強激光與粒子束. 2011(11)
[4]3mm回旋行波放大器單陽極磁控注入式電子槍的設計[J]. 殷瑞劍,劉濮鯤.  電子與信息學報. 2008(06)
[5]回旋管雙陽極磁控注入電子槍分析與數值計算[J]. 王華軍,李宏福.  電子學報. 2000(06)
[6]單陽極磁控注入電子槍的設計[J]. 王華軍,李宏福,周曉嵐.  強激光與粒子束. 2000(03)
[7]大功率回旋管雙陽極電子槍計算機輔助設計[J]. 王華軍,李宏福,周曉嵐.  電子科技大學學報. 1999(03)
[8]回旋管雙陽極磁控注入電子槍的設計[J]. 王華軍,李宏福,周曉嵐.  強激光與粒子束. 1999(03)

博士論文
[1]回旋管電子光學系統(tǒng)的研究[D]. 王麗.電子科技大學 2006

碩士論文
[1]高功率回旋管電子光學系統(tǒng)的設計與優(yōu)化[D]. 熊慶美.電子科技大學 2018
[2]基于磁控注入式納米冷陰極電子槍行波管仿真研究[D]. 張海洋.電子科技大學 2018
[3]回旋管電子光學系統(tǒng)結構設計與優(yōu)化[D]. 呂國中.電子科技大學 2017
[4]回旋管電子光學系統(tǒng)設計與優(yōu)化[D]. 馬家俊.電子科技大學 2016
[5]回旋管輸出系統(tǒng)及收集級熱分析技術[D]. 陳輝.電子科技大學 2015
[6]大功率太赫茲回旋管電子槍的研究[D]. 李蒼龍.電子科技大學 2014
[7]回旋管電子光學系統(tǒng)的研究[D]. 屈曉斌.電子科技大學 2013
[8]磁控注入式電子槍研究[D]. 林遠鋒.電子科技大學 2009
[9]回旋波整流器能量轉換區(qū)和收集極的理論分析與仿真[D]. 孫志國.電子科技大學 2008
[10]回旋管關鍵技術的研究[D]. 孫旭.電子科技大學 2008



本文編號：3366614