一种新型径向三腔同轴虚阴极振荡器全三维粒子模拟研究

提出了一种新型径向三腔同轴虚阴极振荡器,并进行了数值模拟研究. 研究表明: 这种径向三腔结构在束波转换面进行电场调制,能够大幅提高束波转换效率;同时,由阳极栅网和径向三腔结构构成的谐振装置能有效地抑制模式竞争;另外,由于采用了同轴引出结构,在提高能量引出的同时还能有效吸收漂移管中被利用过的电子,因此这种新型虚阴极振荡器能够获得较高的输出功率. 模拟的电子束电压为400 kV,电流为50 kA,主频为4.5 GHz,峰值功率达到6 GW,平均输出功率为3.1 GW,束波转换效率达到15%. 关键词： 高功率微波 同轴虚阴极振荡器 粒子模拟 束波转换效率     

220 GHz回旋管脉冲磁场系统和电子枪的设计与实验研究

 根据220 GHz回旋管的工作要求，设计了其所需的脉冲磁场系统与电子枪。脉冲磁场系统采用哑铃状结构，具有均匀区长、电阻小与电感小等优点，可以在较低电容与电压下获得更高的脉冲峰值磁场，并分析了其脉冲放电特性。电子枪采用双阳极磁控注入枪，用EGUN对其进行了设计优化，电子注纵横速度比为1.53，速度零散为3.1%。实验研究表明，脉冲磁场峰值强度达到8 T，电子注电流达到2 A，电子电流基本传输到靶片，控制极与阳极没有截获到电子，脉冲磁场系统与电子枪工作正常，达到设计要求。     

静电电子回旋脉塞的动力学理论

本文从线性Vlasov-Maxwell方程出发,利用沿未扰轨道积分的方法,建立了同轴波导TE模、圆未扰平衡轨道静电电子回旋脉塞的动力学理论。研究表明:在静电电子回旋脉塞中,非相对论性回旋脉塞不稳定性与相对论性回旋脉塞不稳定性不仅可以同时存在,而且两者相互加强。文中给出了非相对论性静电电子回旋脉塞不稳定性发生的阈值条件以及不稳定性增长率公式。文中还对静电电子回旋脉塞和静磁电子回旋脉塞在群聚、负质量不稳定性等方面作了比较,阐明了这两种脉塞之间的异同之处。     

8毫米相对论orotron的实验研究

文章简述了强相对论毫米波器件的研究动态和相对论orotron(奥罗管)的基本原理，并给出了8毫米相对论orotron的初步实验结果。理论计算与冷测、热测得到的工作波长符合良好，输出功率与脉冲磁场和脉冲电压的关系与预期的一致，所得到的E131模的输出功率为10千瓦量级。同时也讨论了进一步提高功率的努力方向。     

线电荷串产生的史密斯-帕塞尔辐射

采用积分方法分析了线电荷串,沿周期性理想金属光栅表面平行移动时产生的史密斯帕塞尔辐射。分别对短周期光栅、低能量线电荷串与长周期光栅、高能量线电荷串的辐射情况进行了数值计算。相对单个线电荷而言,N个线电荷与反射光栅作用产生的辐射场密度,在频率是线电荷串调制频率的整数倍处出现最大,辐射谱宽变窄;随电荷能量增高,辐射能量向高频方向移动,并具有强烈的定向性;可以通过调节线电荷调制频率等参量实现辐射电磁波频率锁定。研究结果表明,对高能量与低能量的电荷参量,适当选择光栅尺寸与线电荷串间隔周期,都可使辐射波工作于太赫兹波段。     

新型准光腔同轴虚阴极振荡器的研究

 集合准光腔型虚阴极振荡器和同轴虚阴极振荡器的优点，设计了一种新型的准光腔同轴虚阴极振荡器。采用自由电磁振荡理论分析了3反射镜准光学谐振腔中的场分布，并用2.5维全电磁PIC程序对该器件进行了粒子模拟。在输入电压为600 kV，二极管电流为50 kA的条件下，得到主频为7.0 GHz，峰值功率超过6 GW的功率输出，其平均功率达2.5 GW，平均束波转换效率为8.3%。     

等离子体加载螺旋线行波管特性研究

利用线性场理论和螺旋线的导电面模型，推导了在强引导磁场下，等离子体加载螺旋线慢波结构的色散关系.数值计算了在不同的等离子体填充密度与填充半径条件下，螺旋线的色散特性、耦合阻抗和行波管的小信号增益.研究发现，在螺旋线中填充了等离子体以后，形成了一种新的混合模式，螺旋线的色散特性与耦合阻抗都发生了很大的变化，行波管的增益得到显著提高. 关键词： 螺旋线行波管 等离子体 混合模式     

静电系统中电子运动轨迹的理论

本文研究静电场中电子运动轨迹的理论,共分四部分。第一部分研究轨迹方程。利用变分原理,导出正交曲面坐标系中轨迹的普遍方程,着重研究了可化为二维坐标系的情形,导出了广义傍轴轨迹方程。第二部分讨论轨迹条件。求得轨迹与某曲线族重合的充分与必要条件,并进行了研究;讨论了电子运动轨迹的稳定性问题,求得轨迹稳定的条件。第三部分求解空间电荷流的普遍方程。得到的解表明,二分之三次方定律可推广至普遍情形。第四部分讨论按给定曲线构成正交系的原则,给出四种不同构成正交系方法的具体方程。     

Dielectric effect on the rf characteristics of a helical groove travelling wave tube

A new type of partial-dielectric-loaded helical groove slow-wave structure (SWS) for millimetre wave travelling wave tube (TWT） is presented in this paper.The radio-frequency characteristics including the dispersion properties,the longitudinal electric field distribution and the beam-wave coupling impedance of this structure are analysed.The results show that the dispersion of the helical groove circuit is weakened,the phase velocity is reduced and the position of the maximum Ez is moved from the mouth to the inside of the groove after partially filling the dielectric materials in the helical groove SWS.Therefore,the dielectric-loaded helical groove SWS is suitable for a multi-beam TWT with broad band and high gain.     

非磁化等离子体和磁化等离子体的电磁辐射特性研究

本文研究非磁化和磁化双MAXWELL分布等离子体的电磁不稳定性色散方程和电磁辐射增长率.结果表明,非磁化等离子体不能辐射出电磁波,而磁化等离子体能够辐射出电磁波.并分析讨论了磁化等离子体在不同参数下的电磁辐射增长率随辐射频率、等离子体密度和温度的变化.