非均匀加速结构腔间耦合系数模拟计算

电子直线加速器的聚束段对于会聚入射电子相位,提高电子直线加速器出射束流性能起着至为关键的作用. 而准确计算聚束段腔间耦合系数又是设计聚束段耦合孔几何结构的关键. 本文利用电磁场计算软件MAFIA的特征值计算模块E模块, 分别计算出单腔频率, 双腔腔链的两个本征频率,从而得到聚束段腔间耦合系数. 采用该方法,可以设计聚束段腔间耦合孔的几何参数. 与实验结果的对照表明, 这是一种非常有效的非均匀加速结构腔间耦合孔设计方法.     

非线性耦合标量场方程的新双周期解(Ⅱ)

基于具有双周期解的常微分方程，提出了一种构造非线性微分方程双周期解的新方法，在计算机符号软件帮助下方法可实现机械化.应用此方法于非线性耦合标量场方程，得到了该方程的大量的新精确解. 关键词： 非线性耦合标量场方程 双周期解 精确解     

感应加速腔横向阻抗模拟计算

束腔相互作用导致的束流崩溃不稳定性(BBU)将严重地恶化束品质,而加速腔横向阻抗反映了这种相互作用的强弱。用MAFIA程序对三种不同的感应加速的腔横向阻抗进行了模拟计算。计算结果与采用脉冲双线法测量的结果反映了相同的物理性质。     

横向行波偏转结构中电磁场分布及腔间耦合系数的理论研究

模拟分析了横向行波偏转结构中传播的HEM11波的特性,并与加速模式TM01进行了比较。设计并加工完成了该偏转结构的实验腔,用谐振微扰法测出了中间腔的横向场分布曲线,并与HFSS模拟结果进行了比较,模拟结果和测试结果一致,其横向场的最大值在偏离轴心径向的中间位置。用HFSS模拟了腔的色散特性,对有稳定孔和没有稳定孔的情况进行了比较,用谐振法对实验腔的色散特性进行了测试,测试结果和模拟结果一致。通过对等梯度偏转结构等效电路的简化,给出了等阻抗结构的等效电路,定性分析了此偏转结构的腔间耦合情况,计算了腔间耦合系数,模拟结果和测试结果一致。     

感应加速腔横向阻抗模拟计算

束腔相互作用导致的束流崩溃不稳定性 (BBU)将严重地恶化束品质 ,而加速腔横向阻抗反映了这种相互作用的强弱。用 MAFIA程序对三种不同的感应加速的腔横向阻抗进行了模拟计算。计算结果与采用脉冲双线法测量的结果反映了相同的物理性质。     

耦合腔慢波结构冷测特性的计算方法

对几种用3维MAFIA仿真软件以及利用其准周期边界条件和后处理模块计算耦合腔行波管慢波结构的色散和耦合阻抗等冷测特性的方法进行了讨论,另外还对两种阻抗＿总阻抗和Pierce耦合阻抗的定义进行了充分讨论。考虑到休斯结构耦合腔行波管的电子是与耦合腔慢波结构的负一次谐波发生作用和耦合阻抗应该是电子注截面上的平均值等,指出总阻抗和Pierce耦合阻抗之间相差一个因子,考虑了这个修正因子之后,其结果将更接近实际情况。用这些方法计算耦合腔行波管的冷测特性,得到了与实验冷测值十分接近的结果。     

耦合腔慢波结构冷测特性的计算方法

 对几种用3维MAFIA仿真软件以及利用其准周期边界条件和后处理模块计算耦合腔行波管慢波结构的色散和耦合阻抗等冷测特性的方法进行了讨论,另外还对两种阻抗＿总阻抗和Pierce耦合阻抗的定义进行了充分讨论。考虑到休斯结构耦合腔行波管的电子是与耦合腔慢波结构的负一次谐波发生作用和耦合阻抗应该是电子注截面上的平均值等,指出总阻抗和Pierce耦合阻抗之间相差一个因子,考虑了这个修正因子之后,其结果将更接近实际情况。用这些方法计算耦合腔行波管的冷测特性,得到了与实验冷测值十分接近的结果。     

非线性耦合标量场方程的新双周期解(Ⅰ)

对于具有丰富物理意义和众多应用价值的非线性耦合标量场方程，利用sinh-Gordon方程展开法，导出了五种新的双周期解，同时在退化的情形得到了新的孤波解和三角函数解.结果说明该方程具有丰富的解的结构，方程描述的物理模型所具有的物理现象仍将是物理学家和数学家进一步探讨的对象. 关键词： 非线性耦合标量场方程 sinh-Gordon方程展开法 双周期解 精确解     

休斯结构多间隙耦合腔的稳定性分析

基于空间电荷波理论,导出了N间隙休斯结构耦合腔中注-波耦合系数和电子注电导计算公式,通过计算耦合腔中电子注的品质因数来分析电路的稳定性.研究表明,随着间隙数目N的增加,工作模式(2π模)稳定性对直流工作电压更加敏感,同时其他寄生模式的抑制会愈加困难.以三间隙休斯结构耦合腔为例,通过合理选择工作电压,2π模可以稳定工作,通常靠近2π模的π/2模可能更容易引发自激振荡. 关键词： 休斯结构多间隙耦合腔 耦合系数 电子注电导 稳定性     

简立方结构磁空间群耦合系数计算

利用本征函数法（EFM方法）计算了Oh^1结构磁空间群第一布里渊区部分点的C－G系数。     

微波电子枪外回路耦合度计算与实验研究

在热阴极微波电子枪的研制中, 为设计微波腔链与波导的耦合孔, 应用Derun Li等提出的``能量方法'进行模拟计算. 使用MAFIA计算微波电子枪第3腔与外回路馈电波导之间的耦合度, 从而设计连接波导与腔链的耦合孔, 使两者之间的耦合度满足需要. 该方法的计算结果与实验测量值的差别在10%—30%之间,满足 实际加工要求. 说明其对于驻波加速腔链与外回路耦合的设计计算是相当有效的.     

等梯度加速结构中的尾场计算研究

带电粒子束在穿过加速结构时激起的尾场, 会导致束流能散和发射度的增大. 准确计算尾场对正确估计尾场效应对束流性能的影响具有重要意义. 本文对等梯度加速结构中短程尾场、中长程尾场和超长程尾场的计算方法进行了较系统的研究, 并首次给出了超长程尾场的计算公式. 此外, 本文还给出了BEPCⅡ直线加速器等梯度加速结构中短程尾场、中长程尾场以及超长程尾场的计算结果, 并对多种方法计算结果的一致性和在某些范围内的差别做了分析说明.     

变分原理在加速结构中应用的论证

详细地论述了加速结构中的变分原理,作者希望能指正已发表的有关文章的不足之处,并就变分方法在加速结构中的应用提出了几点注意事项.     

Calculating of Coupling Factor for the Heterogeneous Part of Accelerating Structure

The converging part of electron accelerator is designed to converge the phase of injecting electrons, improving the beam quality of the accelerator. It is very crucial to calculate the coupling factor between cavities and to design the geometry structure of the coupling irises. By the E module of code MAFIA, we calculate the frequency of every single resonant cavity and the two eigenfrequencies of two-cavitiy line. Then we get the coupling factor between the two cavities.This method can be used to design the geometry structure of the coupling irises between every two cavities. Compared to experiment, the results of the method is very accurate.     

微波元件与加速结构的有限元分析

研究了有限元方法在二维均匀结构和轴对称加速结构中的应用,采用了带宽优化技术和子空间求解特征值方法,并给出了部分例子,结果表明该方法精度高、速度快.这些方法可直接用于三维程序、并行计算.     

X波段介质和金属膜片混合加载行波加速结构的传播特性计算及模型腔的有关研究

计算了X波段(f=9.37GHz)介质和金属膜片混合加载行波加速结构的TM₀₁模和HEM₁₁模的色散曲线, 结果表明HEM₁₁模的截止频率比TM₀₁模的低, 说明与盘荷波导相比, 该种新加速结构单束团的BBU效应得到改善.实验研究优选得到了适用于该种新加速结构的介质(ε_r=5.812). 采用MAFIA程序优化设计了模型腔, 测试频率与设计的数值吻合得很好.     

X波段PBG加速结构的数值模拟和加工研究

利用3D电磁场模拟计算软件, 对X波段的金属PBG加速结构进行了模拟计算. 设计了11.42GHz的光速段行波加速腔, 并进行了耦合器调配的计算和模拟. 最后, 研究了电铸加工的方法, 并通过模拟计算给出了加工公差.     

光子晶体微波加速结构的计算与设计

用有限差分法计算了由金属棒分别按方形和三角形晶格分布的二维光子晶体的色散曲线, 得出了带隙图．计算结果表明: 对于三角形晶格, 当金属棒半径和棒间距比值小于0.2时, 由该种光子晶体构成的微波加速结构可约束主模、抑制高次模; 用Microwave Studio软件模拟计算了三角形晶格分布的二维光子晶体加速结构, 研究了新加速结构的RF参数与结构尺寸的关系, 优化出一组RF频率为9.37GHz时此种加速腔的结构尺寸, 计算还表明该种新加速结构具有较高的分路阻抗和品质因数.