當(dāng)前高功率微波技術(shù)的迫切需求之一是將高功率微波源變成實(shí)用可靠的系統(tǒng)。高功率微波源在運(yùn)行中將電子束的能量轉(zhuǎn)化為微波能量,在這一過(guò)程中往往需要外加磁場(chǎng)引導(dǎo)電子束的穩(wěn)定傳輸。當(dāng)前高功率微波源中磁引導(dǎo)系統(tǒng)的體積、重量和功耗都很大,在工程化的角度上變得越來(lái)越不實(shí)用。周期永磁聚焦系統(tǒng)具有重量輕、不耗能的特點(diǎn)。在此背景下,本文研究周期永磁聚焦系統(tǒng)下強(qiáng)流環(huán)形電子束的傳輸可行性,研究具有重要的科學(xué)和實(shí)用價(jià)值。根據(jù)同軸相對(duì)論速調(diào)管中強(qiáng)流相對(duì)論環(huán)形電子束和器件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),本文采用同軸周期永磁聚焦系統(tǒng)。論文先推導(dǎo)同軸周期永磁聚焦系統(tǒng)的磁場(chǎng)近似表達(dá)式,后運(yùn)用單電子運(yùn)動(dòng)理論分析得到強(qiáng)流電子束傳輸?shù)膹较蚱胶夥匠?并得到電子束的穩(wěn)定傳輸條件。為了分析強(qiáng)流電子束的傳輸特性,建立電子束傳輸模型,探討了周期磁場(chǎng)參數(shù)影響電子束傳輸?shù)囊话阋?guī)律。針對(duì)同軸相對(duì)論速調(diào)管放大器,結(jié)合理論與分析設(shè)計(jì)同軸周期永磁聚焦系統(tǒng),在模擬中進(jìn)一步驗(yàn)證周期磁場(chǎng)聚焦相對(duì)論環(huán)形電子束傳輸?shù)目尚行�。本論文的主要研究�(jī)?nèi)容如下:根據(jù)需要選擇合適的磁路結(jié)構(gòu)形式,即場(chǎng)型為周期性會(huì)切場(chǎng),磁路結(jié)構(gòu)為Halbach類型。根據(jù)磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)形式和邊界條件求得磁場(chǎng)的近似表達(dá)式,... 

【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)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

磁滯回曲線

圖 1-9 SLAC 速調(diào)管中的 PPM 聚焦系統(tǒng)[29]s（屏蔽流）和1953Gs（部分限制流），其永磁材料的質(zhì)量?jī)H聚焦，其質(zhì)量為500kg，耗散功率為10kW。此速調(diào)管經(jīng)過(guò)W 的功率�；谠撗芯�，SLAC 和加州大學(xué)戴維斯分校（ GW 級(jí)的多注速調(diào)管設(shè)計(jì)，該實(shí)驗(yàn)同樣采用周期永磁聚焦形束可以獲得更高的導(dǎo)流系數(shù)，所以它在 HPM 產(chǎn)生中具有束相同，PPM 聚焦對(duì)環(huán)形束也非常有利。對(duì)于環(huán)形電子束的傳輸，前人進(jìn)行了部分理論分析，還對(duì)其在同軸返波管和進(jìn)行了模擬。設(shè)計(jì)主要有兩種考慮，一種是波狀聚焦，另一[31]。HPM 發(fā)生器中的自由電子脈塞或 Ubitron 中的束-波互狀聚焦，這些器件的基本工作原理中需要周期磁場(chǎng)的構(gòu)磁路，磁場(chǎng)采用波狀聚焦方式，如圖 1-10 所示，McDerm電子激光發(fā)生器，采用 500kV，1kA 的電子束，在頻率 1 250MW 的輸出功率[32]。利用 2.5 維 PIC 代碼 MAGIC，B

90Gs（屏蔽流）和1953Gs（部分限制流），其永磁材料的質(zhì)量?jī)H為4線包聚焦，其質(zhì)量為500kg，耗散功率為10kW。此速調(diào)管經(jīng)過(guò)改進(jìn) 75MW 的功率�；谠撗芯�，SLAC 和加州大學(xué)戴維斯分校（UC展了 GW 級(jí)的多注速調(diào)管設(shè)計(jì)，該實(shí)驗(yàn)同樣采用周期永磁聚焦[30]。于環(huán)形束可以獲得更高的導(dǎo)流系數(shù)，所以它在 HPM 產(chǎn)生中具有較大筆形束相同，PPM 聚焦對(duì)環(huán)形束也非常有利。對(duì)于環(huán)形電子束在周統(tǒng)中的傳輸，前人進(jìn)行了部分理論分析，還對(duì)其在同軸返波管和自由應(yīng)用進(jìn)行了模擬。設(shè)計(jì)主要有兩種考慮，一種是波狀聚焦，另一種是聚焦[31]。HPM 發(fā)生器中的自由電子脈塞或 Ubitron 中的束-波互作用的波狀聚焦，這些器件的基本工作原理中需要周期磁場(chǎng)的作用h 結(jié)構(gòu)磁路，磁場(chǎng)采用波狀聚焦方式，如圖 1-10 所示，McDermott 等自由電子激光發(fā)生器，采用 500kV，1kA 的電子束，在頻率 11.4G到了 250MW 的輸出功率[32]。利用 2.5 維 PIC 代碼 MAGIC，Balkc 1GW、S 波段、工作在同軸腔 TE016模式的 Ubitron 振蕩器。它在束束流 9.6kA 的情況下，只需要峰值磁場(chǎng) 0.033T 就獲得 1GW 的功

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]帶狀電子注的形成，傳輸與應(yīng)用研究[D]. 王戰(zhàn)亮.電子科技大學(xué) 2010
[4]S波段長(zhǎng)脈沖相對(duì)論速調(diào)管放大器的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 黃華.中國(guó)工程物理研究院 2006



本文編號(hào)：3541951