重复率Tesla变压器型相对论电子束加速器的初步试验

研制了一台重复率Tesla型相对论电子束加速器。空心Tesla变压器对充油Blumlein传输线充电;主开关为自击穿油间隙;二极管为平面阴极有箔二极管。试验是在重复率为0.2Hz和1Hz下分别进行。当重复率为0.2Hz时,加速器连续重复放电70次以上。二极管电压幅值300kV,脉宽30ns,上升沿约5ns。     

重复率Tesla变压器型相对论电子束加速器的初步试验

 研制了一台重复率Tesla型相对论电子束加速器。空心Tesla变压器对充油Blumlein传输线充电;主开关为自击穿油间隙;二极管为平面阴极有箔二极管。试验是在重复率为0.2Hz和1Hz下分别进行。当重复率为0.2Hz时,加速器连续重复放电70次以上。二极管电压幅值300kV,脉宽30ns,上升沿约5ns。     

Tesla变压器型电子束加速器初步实验

介绍了一种Tesla变压器型的强流电子束加速器。当变压器初级输入20kV左右的电压时,加速器二极管输出电压500kV,电流9kA,信号脉宽大约50ns,该装置具有结构简单,安装方便,运行可靠等特点。     

Tesla变压器型电子束加速器初步实验

 介绍了一种Tesla变压器型的强流电子束加速器。当变压器初级输入20kV左右的电压时，加速器二极管输出电压500kV，电流9kA，信号脉宽大约50ns，该装置具有结构简单，安装方便，运行可靠等特点。     

紧凑型Tesla变压器次级电容的计算

给出了紧凑型Tesla变压器次级电容的近似解析表达式,计算结果表明,紧凑型Tesla变压器的次级电容主要由内外筒之间的电容和次级线圈引入的附加电容组成。附加电容的值约等于一段与次级线圈长度相同的同轴线电容,该同轴线的内外径与变压器内外筒直径相同。建立了一个分析Tesla变压器的电路模型,利用数值方法验证了解析计算方法的正确性。研制了一个小型Tesla变压器,进行了相关实验,实验结果与计算结果一致。     

紧凑型Tesla变压器次级电容的计算

给出了紧凑型Tesla变压器次级电容的近似解析表达式,计算结果表明,紧凑型Tesla变压器的次级电容主要由内外筒之间的电容和次级线圈引入的附加电容组成。附加电容的值约等于一段与次级线圈长度相同的同轴线电容,该同轴线的内外径与变压器内外筒直径相同。建立了一个分析Tesla变压器的电路模型,利用数值方法验证了解析计算方法的正确性。研制了一个小型Tesla变压器,进行了相关实验,实验结果与计算结果一致。     

环形电子束X－波段相对论速调管实验研究

相对论速调管放大器试验中，采用强流环形电子束，可提供器件更大的脉冲功率，虽然电子束－微波转换效率有所降低，但可望获得更大的辐射功率．另外，研究表明由于采用环形电子束，相互作用间隙中出现静电绝缘现象，有助于提高腔的功率容量而避免打火现象．我们利用为实心束而设计的相对论速调管放大器，适当改变有关参数，获得大于５ＭＷ的微波输出，电子束参数为５５０ｋｅＶ，５００Ａ．     

基于Tesla变压器和Blumlein线的低抖动重频脉冲发生器

为实现MV级多级气体开关精确触发控制, 提出了基于Tesla变压器和Blumlein线的低抖动重频脉冲发生器的电触发方案。完成了Tesla变压器与Blumlein线一体化设计;优化了初级回路结构及绝缘栅双极型晶体管触发控制电路, 减小了初级杂散电感, 缩短了变压器次级高电压建立时间及时延抖动;优化了百kV级自击穿气体开关工作参数, 研制出一套多级低抖动电晕稳定开关;将传统Blumlein线绝缘介质由变压器油更换成高介电常数的MIDEL7131新油, 增加了输出脉冲宽度, 进一步提高触发能力。最终研制出一台输出电压130 kV、脉冲宽度大于5 ns、重复频率50 Hz、连续工作时间1 min、输出抖动小于10 ns的紧凑型脉冲发生器。     

Tesla变压器型重复频率纳秒脉冲源的研制

脉冲变压器与陡化开关结合的方式是产生纳秒脉冲较为成熟的方式,采用这种方式,研制了一种基于空芯Tesla变压器和陡化开关的紧凑高压重复频率纳秒脉冲源。该脉冲源主要由重复频率充电模块、Tesla变压器和陡化开关三部分组成,重复频率充电模块主要通过晶闸管的时序配合实现,Tesla变压器为脉冲源装置系统的核心及主升压模块,陡化开关是一个三电极自击穿型气体开关,用于将变压器次级输出的电压陡化成纳秒快脉冲波形,对该重复频率脉冲源以上各部分进行了详细的设计和测试。实验结果表明,该脉冲源可以在6 k的负载电阻上输出幅值100 kV、上升沿约为30 ns、最高频率可达500 Hz的高压纳秒脉冲。     

Tesla变压器型重复频率纳秒脉冲源的研制

脉冲变压器与陡化开关结合的方式是产生纳秒脉冲较为成熟的方式,采用这种方式,研制了一种基于空芯Tesla变压器和陡化开关的紧凑高压重复频率纳秒脉冲源。该脉冲源主要由重复频率充电模块、Tesla变压器和陡化开关三部分组成,重复频率充电模块主要通过晶闸管的时序配合实现,Tesla变压器为脉冲源装置系统的核心及主升压模块,陡化开关是一个三电极自击穿型气体开关,用于将变压器次级输出的电压陡化成纳秒快脉冲波形,对该重复频率脉冲源以上各部分进行了详细的设计和测试。实验结果表明,该脉冲源可以在6kΩ的负载电阻上输出幅值100kV、上升沿约为30ns、最高频率可达500Hz的高压纳秒脉冲。     

基于Tesla变压器和Blumlein线的低抖动重频脉冲发生器

为实现MV级多级气体开关精确触发控制, 提出了基于Tesla变压器和Blumlein线的低抖动重频脉冲发生器的电触发方案。完成了Tesla变压器与Blumlein线一体化设计;优化了初级回路结构及绝缘栅双极型晶体管触发控制电路, 减小了初级杂散电感, 缩短了变压器次级高电压建立时间及时延抖动;优化了百kV级自击穿气体开关工作参数, 研制出一套多级低抖动电晕稳定开关;将传统Blumlein线绝缘介质由变压器油更换成高介电常数的MIDEL7131新油, 增加了输出脉冲宽度, 进一步提高触发能力。最终研制出一台输出电压130 kV、脉冲宽度大于5 ns、重复频率50 Hz、连续工作时间1 min、输出抖动小于10 ns的紧凑型脉冲发生器。     

重复运行短脉冲S波段相对论速调管放大器

介绍了利用HVG-1二极管产生的强流短脉冲电子束源, 开展短脉冲重复频率为100Hz的S波段相对论速调管放大器(RKA)实验研究. 利用无箔空心石墨阴极和0.82T的恒流源引导磁场, 引出了电压约700kV、电流约6.5kA、脉宽(半高宽)25ns的环形电子束. 该电子束经过输入腔和中间腔的调制后, 得到了5kA/22ns的 基波调制电流. 经过输出腔后, 得到了大于1GW/20ns的辐射微波, 频率2.95GHz, 平均功率2.4kW, 效率约24%, 增益34dB. 没有观察到限制该GW级功率水平的S波段RKA的因素.     

Coupling Instability of a Warm Relativistic Electron Beam with Ion-Channel Guiding

In this paper, the coupling instability of warm relativistic electron beam (WREB) propagating through the ion channel guiding is investigated in detail. Obtaining the equilibrium state of the system by considering the self-electric and azimuthal magnetic field, the fluid-Maxwell equations as well as linear perturbation theory are employed to derive the dispersion relation of the excited modes in the system. Numerical analysis of the obtained dispersion relation shows that the electromagnetic (EM) instability can be induced nearly the center of the beam through coupling between the fast electron plasma wave (FEPW), originated from the longitudinal oscillation of WREB, and fast forward electromagnetic wave (FFEW). In this sense, growing the perturbation amplitude occurs due to transport the kinetic energy of WREB to the EM wave at the specific frequency range, where the phase velocity of FEPW and FFEW is coincided. The results of the present investigation will greatly contribute to the understanding of the stability of the warm relativistic electron beam in laboratory experiments, such as in free electron laser experiments, where the ion-channel guiding is used to confine the electrons against the self-repulsive forces generated by the beam itself.     

Modulational Instability of Ion-Acoustic Waves in a Warm Plasma with a Relativistic Electron Beam

The modulational instability of ion-acoustic wave in a collisionless, unmagnetized plasma consisting ofwarm ions, hot isothermal electrons, and relativistic electron beam is studied. A modified nonlinear Schrodinger equationincluding one additional term that comes from the effect of relativistic electron beam is derived. It is found that theinclusion of a relativistic electron beam would modify the modulational instability of the wave packet and could notadmit any stationary soliton waves.     

相对论电子束对波的相速的影响

在小信号情况下研究了相对论电子束对加速器微波相速的影响.首次提出了电子束流的介质等效的思想,并建立了等效的相对介电常数的计算公式.同时,建立了考虑小信号下相对论电子束的盘荷波导的简化色散方程.     

High-power, Intense-current DensityPseudospark Electron Beam Drivenby a Modified Pulsed Line Accelerator

l.IntroductionPscudosparkdischargeisakindofgasdischargewhichoccursinaspecialgcometry,theso-calledPseudosparkChambcr(PSC),athighvoltages(lokV~rlMV)andlowpressures(lpa-loopa).ThePSCconsistsofahollo`vcathodeandaplateanodebothwithacommoncentraldischargechannel.Wllenaninsulatorisinsertedbetweenthehollowcathodeandtheanode,thisdeviceiscalledthesinglcgapPSCi``ithstacksofalternativeinsulatorandinter-mediateeleqtrodebeingplaced,itiscallcdthemultiplegapPSC.Thepseudosparkelectronbeamshavebeengenera…