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用可靠的系統(tǒng)。高功率微波源在運行中將電子束的能量轉(zhuǎn)化為微波能量,在這一過程中往往需要外加磁場引導(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越不實用。周期永磁聚焦系統(tǒng)具有重量輕、不耗能的特點。在此背景下,本文研究周期永磁聚焦系統(tǒng)下強流環(huán)形電子束的傳輸可行性,研究具有重要的科學(xué)和實用價值。根據(jù)同軸相對論速調(diào)管中強流相對論環(huán)形電子束和器件結(jié)構(gòu)的特點,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)的磁場近似表達(dá)式,后運用單電子運動理論分析得到強流電子束傳輸?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,探討了周期磁場參數(shù)影響電子束傳輸?shù)囊话阋?guī)律。針對同軸相對論速調(diào)管放大器,結(jié)合理論與分析設(shè)計同軸周期永磁聚焦系統(tǒng),在模擬中進(jìn)一步驗證周期磁場聚焦相對論環(huán)形電子束傳輸?shù)目尚行�。本論文的主要研究�?nèi)容如下:根據(jù)需要選擇合適的磁路結(jié)構(gòu)形式,即場型為周期性會切場,磁路結(jié)構(gòu)為Halbach類型。根據(jù)磁場的結(jié)構(gòu)形式和邊界條件求得磁場的近似表達(dá)式,... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：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)量僅聚焦，其質(zhì)量為500kg，耗散功率為10kW。此速調(diào)管經(jīng)過W 的功率。基于該研究，SLAC 和加州大學(xué)戴維斯分校（ GW 級的多注速調(diào)管設(shè)計，該實驗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 聚焦對環(huán)形束也非常有利。對于環(huán)形電子束的傳輸，前人進(jìn)行了部分理論分析，還對其在同軸返波管和進(jìn)行了模擬。設(shè)計主要有兩種考慮，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的構(gòu)磁路，磁場采用波狀聚焦方式，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)量僅為4線包聚焦，其質(zhì)量為500kg，耗散功率為10kW。此速調(diào)管經(jīng)過改進(jìn) 75MW 的功率。基于該研究，SLAC 和加州大學(xué)戴維斯分校（UC展了 GW 級的多注速調(diào)管設(shè)計，該實驗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 聚焦對環(huán)形束也非常有利。對于環(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，還對其在同軸返波管和自由應(yīng)用進(jìn)行了模擬。設(shè)計主要有兩種考慮，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的作用h 結(jié)構(gòu)磁路，磁場采用波狀聚焦方式，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 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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[2]超導(dǎo)裝置磁體電磁設(shè)計及其實踐[D]. 宋萌.華中科技大學(xué) 2011
[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波段長脈沖相對論速調(diào)管放大器的理論與實驗研究[D]. 黃華.中國工程物理研究院 2006



本文編號：3541951