300kW回旋管电子光学系统电子枪及收集极的研究
发布时间：2021-08-27 15:32
传统的微波器件由于结构和工作机理的原因,在毫米波段上的研究就受到了限制,而基于电子回旋脉塞理论的回旋管填补了电磁波源频谱的一个非常重要的空白。大功率回旋管相对于其他传统微波器件是一种可靠的高功率微波源,它在工作频率和输出功率方面远超传统的微波器件,在毫米波、亚毫米波科学领域具有很强的应用前景,受到越来越多的科学家的广泛关在。电子光学系统是回旋管的重要组成部分,本文就是对回旋管电子光学系统中的电子枪和收集极进行仿真和研究,我们就设计300kW回旋管电子光学系统,对回旋管电子光学系统中的电子枪和收集极进行仿真研究。论文的主要工作如下:1.阐述了电子光学理论,从静电场和静磁场角度出发,以麦克斯韦方程组为基础进行推理分析。然后介绍分析了电子枪中的过渡区的一个重要特性绝热压缩作用。分析得到了电子枪中电子的运动轨迹,为下文的如何优化好电子注提供了理论基础。2.根据本文所要研究的300kW回旋管的设计要求,用PIC对磁控注入式电子枪进行设计仿真,对影响电子注性能的各种因素进行了详尽的分析,最终设计了一只为300kW回旋管提供能量的电子注,该电子注的横纵速度比是1.2,横向速度零散是3.5%。3.对收...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
回旋管结构示意图
响到磁控注入式电子枪的性能。这限制了电子枪性能的提升，很不利于其发令人欣喜的是，在二十世纪七十年代，前苏联科学家率先提出了一种回旋管磁控注入枪。这里的新型回旋管磁控注入式电子枪指的是该电子枪电子是层流的。随后，美国科学家又在前人的根本上进行了新的设计和升级设计出了层流磁控注入式电子枪，这种层流电子枪的优点在于可以忽略空效应引起的速度零散。这个优点对回旋管的迅速发展提供了很强的动力。磁控注入枪的电子是由阴极发射面，在高温和阳极的作用下发射出来经过电子枪的过渡区，受到了绝热压缩作用，在过渡区中，随着磁场的不断纵向能量转换为横向能量，横向能量得到增强。在分解后，我们发现整个程可以分解成两个方向：第一，在横向上的旋转；第二，在纵向上的旋转注的大部分能量由纵向能量转为旋转动能，做回旋运动电子注在磁场中运形且为空心束，束中每个电子都以回旋频率绕磁力线旋转[2]。如图 1-2 所示本文所研究的磁控注入式电子枪就是利用模拟仿真软件，对这种电子枪进仿真，从而得到电子性能良好的磁控注入电子枪。
第三章 双阳极磁控注入式电子枪的设计第三章 双阳极磁控注入式电子枪的设计3.1 引言我们知道磁控注入式电子枪有双阳极和单阳极电子枪之分，本文研究的是双阳极电子枪。其基本结构如图 3-1 所示[28]，双阳极电子枪有两个阳极：第一阳极和第二阳极。第一阳极能在改变第一阳极和发射带之间的垂直距离的情况下得到所需发射体表面的场强，第二阳极作用是给电子注是加能量，让电子注具有一定的速度，并使其维持电子注本身的运动轨迹。双阳极电子枪在电子注调节上比单阳极更具有优势，对电子注横纵速度比的调节以及对在阴极表面电场强度的调节更方便。
【参考文献】：
期刊论文
[1]W波段回旋管收集极横向场扫描散焦系统的设计与仿真[J]. 王亚茹,耿志辉,徐寿喜,刘高峰,侯筱琬,顾伟,张珊,赵国慧. 真空科学与技术学报. 2016(11)
[2]回旋管磁控注入电子枪的设计[J]. 史少辉,刘濮鲲,徐寿喜,耿志辉,杜朝海,韩万强,刘继宏,可丹丹. 真空科学与技术学报. 2014(10)
[3]W波段连续波30kW回旋振荡管高频系统和收集极的设计[J]. 耿志辉,刘濮鲲,粟亦农,张世昌,顾伟. 强激光与粒子束. 2011(11)
[4]3mm回旋行波放大器单阳极磁控注入式电子枪的设计[J]. 殷瑞剑,刘濮鲲. 电子与信息学报. 2008(06)
[5]回旋管双阳极磁控注入电子枪分析与数值计算[J]. 王华军,李宏福. 电子学报. 2000(06)
[6]单阳极磁控注入电子枪的设计[J]. 王华军,李宏福,周晓岚. 强激光与粒子束. 2000(03)
[7]大功率回旋管双阳极电子枪计算机辅助设计[J]. 王华军,李宏福,周晓岚. 电子科技大学学报. 1999(03)
[8]回旋管双阳极磁控注入电子枪的设计[J]. 王华军,李宏福,周晓岚. 强激光与粒子束. 1999(03)
博士论文
[1]回旋管电子光学系统的研究[D]. 王丽.电子科技大学 2006
硕士论文
[1]高功率回旋管电子光学系统的设计与优化[D]. 熊庆美.电子科技大学 2018
[2]基于磁控注入式纳米冷阴极电子枪行波管仿真研究[D]. 张海洋.电子科技大学 2018
[3]回旋管电子光学系统结构设计与优化[D]. 吕国中.电子科技大学 2017
[4]回旋管电子光学系统设计与优化[D]. 马家俊.电子科技大学 2016
[5]回旋管输出系统及收集级热分析技术[D]. 陈辉.电子科技大学 2015
[6]大功率太赫兹回旋管电子枪的研究[D]. 李苍龙.电子科技大学 2014
[7]回旋管电子光学系统的研究[D]. 屈晓斌.电子科技大学 2013
[8]磁控注入式电子枪研究[D]. 林远锋.电子科技大学 2009
[9]回旋波整流器能量转换区和收集极的理论分析与仿真[D]. 孙志国.电子科技大学 2008
[10]回旋管关键技术的研究[D]. 孙旭.电子科技大学 2008
本文编号：3366614
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
回旋管结构示意图
响到磁控注入式电子枪的性能。这限制了电子枪性能的提升，很不利于其发令人欣喜的是，在二十世纪七十年代，前苏联科学家率先提出了一种回旋管磁控注入枪。这里的新型回旋管磁控注入式电子枪指的是该电子枪电子是层流的。随后，美国科学家又在前人的根本上进行了新的设计和升级设计出了层流磁控注入式电子枪，这种层流电子枪的优点在于可以忽略空效应引起的速度零散。这个优点对回旋管的迅速发展提供了很强的动力。磁控注入枪的电子是由阴极发射面，在高温和阳极的作用下发射出来经过电子枪的过渡区，受到了绝热压缩作用，在过渡区中，随着磁场的不断纵向能量转换为横向能量，横向能量得到增强。在分解后，我们发现整个程可以分解成两个方向：第一，在横向上的旋转；第二，在纵向上的旋转注的大部分能量由纵向能量转为旋转动能，做回旋运动电子注在磁场中运形且为空心束，束中每个电子都以回旋频率绕磁力线旋转[2]。如图 1-2 所示本文所研究的磁控注入式电子枪就是利用模拟仿真软件，对这种电子枪进仿真，从而得到电子性能良好的磁控注入电子枪。
第三章 双阳极磁控注入式电子枪的设计第三章 双阳极磁控注入式电子枪的设计3.1 引言我们知道磁控注入式电子枪有双阳极和单阳极电子枪之分，本文研究的是双阳极电子枪。其基本结构如图 3-1 所示[28]，双阳极电子枪有两个阳极：第一阳极和第二阳极。第一阳极能在改变第一阳极和发射带之间的垂直距离的情况下得到所需发射体表面的场强，第二阳极作用是给电子注是加能量，让电子注具有一定的速度，并使其维持电子注本身的运动轨迹。双阳极电子枪在电子注调节上比单阳极更具有优势，对电子注横纵速度比的调节以及对在阴极表面电场强度的调节更方便。
【参考文献】：
期刊论文
[1]W波段回旋管收集极横向场扫描散焦系统的设计与仿真[J]. 王亚茹,耿志辉,徐寿喜,刘高峰,侯筱琬,顾伟,张珊,赵国慧. 真空科学与技术学报. 2016(11)
[2]回旋管磁控注入电子枪的设计[J]. 史少辉,刘濮鲲,徐寿喜,耿志辉,杜朝海,韩万强,刘继宏,可丹丹. 真空科学与技术学报. 2014(10)
[3]W波段连续波30kW回旋振荡管高频系统和收集极的设计[J]. 耿志辉,刘濮鲲,粟亦农,张世昌,顾伟. 强激光与粒子束. 2011(11)
[4]3mm回旋行波放大器单阳极磁控注入式电子枪的设计[J]. 殷瑞剑,刘濮鲲. 电子与信息学报. 2008(06)
[5]回旋管双阳极磁控注入电子枪分析与数值计算[J]. 王华军,李宏福. 电子学报. 2000(06)
[6]单阳极磁控注入电子枪的设计[J]. 王华军,李宏福,周晓岚. 强激光与粒子束. 2000(03)
[7]大功率回旋管双阳极电子枪计算机辅助设计[J]. 王华军,李宏福,周晓岚. 电子科技大学学报. 1999(03)
[8]回旋管双阳极磁控注入电子枪的设计[J]. 王华军,李宏福,周晓岚. 强激光与粒子束. 1999(03)
博士论文
[1]回旋管电子光学系统的研究[D]. 王丽.电子科技大学 2006
硕士论文
[1]高功率回旋管电子光学系统的设计与优化[D]. 熊庆美.电子科技大学 2018
[2]基于磁控注入式纳米冷阴极电子枪行波管仿真研究[D]. 张海洋.电子科技大学 2018
[3]回旋管电子光学系统结构设计与优化[D]. 吕国中.电子科技大学 2017
[4]回旋管电子光学系统设计与优化[D]. 马家俊.电子科技大学 2016
[5]回旋管输出系统及收集级热分析技术[D]. 陈辉.电子科技大学 2015
[6]大功率太赫兹回旋管电子枪的研究[D]. 李苍龙.电子科技大学 2014
[7]回旋管电子光学系统的研究[D]. 屈晓斌.电子科技大学 2013
[8]磁控注入式电子枪研究[D]. 林远锋.电子科技大学 2009
[9]回旋波整流器能量转换区和收集极的理论分析与仿真[D]. 孙志国.电子科技大学 2008
[10]回旋管关键技术的研究[D]. 孙旭.电子科技大学 2008
本文编号：3366614
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3366614.html
