傳統(tǒng)的微波器件由于結(jié)構(gòu)和工作機(jī)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(bǔ)了電磁波源頻譜的一個(gè)非常重要的空白。大功率回旋管相對(duì)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(yuǎn)超傳統(tǒng)的微波器件,在毫米波、亞毫米波科學(xué)領(lǐng)域具有很強(qiáng)的應(yīng)用前景,受到越來(lái)越多的科學(xué)家的廣泛關(guān)在。電子光學(xué)系統(tǒng)是回旋管的重要組成部分,本文就是對(duì)回旋管電子光學(xué)系統(tǒng)中的電子槍和收集極進(jìn)行仿真和研究,我們就設(shè)計(jì)300kW回旋管電子光學(xué)系統(tǒng),對(duì)回旋管電子光學(xué)系統(tǒng)中的電子槍和收集極進(jìn)行仿真研究。論文的主要工作如下:1.闡述了電子光學(xué)理論,從靜電場(chǎng)和靜磁場(chǎng)角度出發(fā),以麥克斯韋方程組為基礎(chǔ)進(jìn)行推理分析。然后介紹分析了電子槍中的過(guò)渡區(qū)的一個(gè)重要特性絕熱壓縮作用。分析得到了電子槍中電子的運(yùn)動(dòng)軌跡,為下文的如何優(yōu)化好電子注提供了理論基礎(chǔ)。2.根據(jù)本文所要研究的300kW回旋管的設(shè)計(jì)要求,用PIC對(duì)磁控注入式電子槍進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真,對(duì)影響電子注性能的各種因素進(jìn)行了詳盡的分析,最終設(shè)計(jì)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(duì)收... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

回旋管結(jié)構(gòu)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(jì)七十年代，前蘇聯(lián)科學(xué)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(guó)科學(xué)家又在前人的根本上進(jìn)行了新的設(shè)計(jì)和升級(jí)設(shè)計(jì)出了層流磁控注入式電子槍?zhuān)@種層流電子槍的優(yōu)點(diǎn)在于可以忽略空效應(yīng)引起的速度零散。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)對(duì)回旋管的迅速發(fā)展提供了很強(qiáng)的動(dòng)力。磁控注入槍的電子是由陰極發(fā)射面，在高溫和陽(yáng)極的作用下發(fā)射出來(lái)經(jīng)過(guò)電子槍的過(guò)渡區(qū)，受到了絕熱壓縮作用，在過(guò)渡區(qū)中，隨著磁場(chǎng)的不斷縱向能量轉(zhuǎn)換為橫向能量，橫向能量得到增強(qiáng)。在分解后，我們發(fā)現(xiàn)整個(gè)程可以分解成兩個(gè)方向：第一，在橫向上的旋轉(zhuǎn)；第二，在縱向上的旋轉(zhuǎn)注的大部分能量由縱向能量轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，做回旋運(yùn)動(dòng)電子注在磁場(chǎng)中運(yùn)形且為空心束，束中每個(gè)電子都以回旋頻率繞磁力線旋轉(zhuǎn)[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(duì)這種電子槍進(jìn)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(yáng)極磁控注入式電子槍的設(shè)計(jì)第三章 雙陽(yáng)極磁控注入式電子槍的設(shè)計(jì)3.1 引言我們知道磁控注入式電子槍有雙陽(yáng)極和單陽(yáng)極電子槍之分，本文研究的是雙陽(yáng)極電子槍。其基本結(jié)構(gòu)如圖 3-1 所示[28]，雙陽(yáng)極電子槍有兩個(gè)陽(yáng)極：第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極。第一陽(yáng)極能在改變第一陽(yáng)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(chǎng)強(qiáng)，第二陽(yáng)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(yùn)動(dòng)軌跡。雙陽(yáng)極電子槍在電子注調(diào)節(jié)上比單陽(yáng)極更具有優(yōu)勢(shì)，對(duì)電子注橫縱速度比的調(diào)節(jié)以及對(duì)在陰極表面電場(chǎng)強(qiáng)度的調(diào)節(jié)更方便。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]W波段回旋管收集極橫向場(chǎng)掃描散焦系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(guó)慧.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(11)
[2]回旋管磁控注入電子槍的設(shè)計(jì)[J]. 史少輝,劉濮鯤,徐壽喜,耿志輝,杜朝海,韓萬(wàn)強(qiáng),劉繼宏,可丹丹.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 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(shè)計(jì)[J]. 耿志輝,劉濮鯤,粟亦農(nóng),張世昌,顧偉.  強(qiáng)激光與粒子束. 2011(11)
[4]3mm回旋行波放大器單陽(yáng)極磁控注入式電子槍的設(shè)計(jì)[J]. 殷瑞劍,劉濮鯤.  電子與信息學(xué)報(bào). 2008(06)
[5]回旋管雙陽(yáng)極磁控注入電子槍分析與數(shù)值計(jì)算[J]. 王華軍,李宏福.  電子學(xué)報(bào). 2000(06)
[6]單陽(yáng)極磁控注入電子槍的設(shè)計(jì)[J]. 王華軍,李宏福,周曉嵐.  強(qiáng)激光與粒子束. 2000(03)
[7]大功率回旋管雙陽(yáng)極電子槍計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[J]. 王華軍,李宏福,周曉嵐.  電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 1999(03)
[8]回旋管雙陽(yáng)極磁控注入電子槍的設(shè)計(jì)[J]. 王華軍,李宏福,周曉嵐.  強(qiáng)激光與粒子束. 1999(03)

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

碩士論文
[1]高功率回旋管電子光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 熊慶美.電子科技大學(xué) 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(xué) 2018
[3]回旋管電子光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 呂國(guó)中.電子科技大學(xué) 2017
[4]回旋管電子光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 馬家俊.電子科技大學(xué) 2016
[5]回旋管輸出系統(tǒng)及收集級(jí)熱分析技術(shù)[D]. 陳輝.電子科技大學(xué) 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(xué) 2014
[7]回旋管電子光學(xué)系統(tǒng)的研究[D]. 屈曉斌.電子科技大學(xué) 2013
[8]磁控注入式電子槍研究[D]. 林遠(yuǎn)鋒.電子科技大學(xué) 2009
[9]回旋波整流器能量轉(zhuǎn)換區(qū)和收集極的理論分析與仿真[D]. 孫志國(guó).電子科技大學(xué) 2008
[10]回旋管關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 孫旭.電子科技大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3366614