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在微波腔中微波场影响电子的运动,同时电子束作为电流源也产生辐射,影响微波场,这种相互作用包含线性和非线性过程。根据Maxwell理论,微波腔中的实际微波场可以按微波腔的模式展开,而且不同模式与电子束之间的相互作用不同。将电子束作为激励源,根据Maxwell方程和电子受到的洛伦兹力,建立不同模式在电子束作用下的激励方程和电子束电子在不同模式作用下的运动方程(即微波谐振腔中电子束与微波场相互作用的自洽方程组),并由此进一步分析一维情况下单间隙微波腔中微波建场、辐射场呈指数增长和饱和等非稳态作用过程,该过程涉及到电子束与微波作用的线性和非线性过程。 相似文献
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在高功率微波(HPM)和驻波加速器的研究中,开放微波腔模式(微波场分布、频率和Q值)一直是大家所关心的问题,微波腔通常是具有复杂形状的圆柱腔;多年来,关于微波腔模式的研究一直在进行。从电磁理论(Maxwell方程)和有关的数学方法出发,建立开放微波腔模式同封闭微波腔模式之间的场耦合方程,由此确定开放微波腔模式。 相似文献
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将电子束作为激励源,根据Maxwell方程和电子受到的洛伦兹力,给出了描述工作模式在电 子束作用下的激励方程和电子束电子在工作模式作用下的运动方程(即微波谐振腔中电子束 与微波场相互作用的自洽方程组).根据该自洽方程组,进一步研究了任意时间分布电子束 与单间隙微波腔的相互作用.通过分析微波腔中电子束与微波作用的线性和非线性过程,给 出了电子束调制深度、微波腔作用间隙对微波输出功率的影响.最后从理论上给出了影响微 波输出功率的综合物理参量.
关键词:
微波腔
模式
自洽方程
单间隙微波腔 相似文献
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利用电磁场的等效原理,将一个开放微波腔等效于一个闭合边界微波腔(即封闭微波腔)和开放边界(即行波吸收边界)两部分,然后利用等效封闭微波腔的本征模式及其与开放边界的耦合,建立了关于开放微波腔模式(即模式场分布、频率、品质因子)的耦合方程组,其中开放边界为行波吸收边界.以X波段六腔渡越振荡管为例进行分析,将该振荡管等效为封闭微波腔和同轴输出结构两部分,用SUPPERFISH获得封闭腔的各个模式场分布及频率,然后根据封闭微波腔与开放边界的耦合,求得六腔渡越振荡管的工作模频率为9.25GHz,品质因子为115.2,与实验测量结果基本符合.
关键词:
微波腔
本征模式
场耦合
渡越振荡管 相似文献
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对一种新型两腔振荡器进行了理论和数字模拟研究.这种结构中的调制腔实现电子束速度调制,调制后的电子束在通过两腔之间一个微波场较弱的区间时实现电子束群聚,然后在换能腔实现电子能量到微波能量的转换,并通过输出结构输出.同时,调制腔和换能腔之间存在微波耦合,换能腔中的一部分微波能量可以耦合到调制腔,形成一个正反馈回路,在一定条件下实行微波振荡.设计了一个X波段的器件,理论效率为294%,25维Particle in Cell(PIC)程序模拟的效率为28%,微波频率为942GHz,微波输出功率为225GW.
关键词:
高功率微波
微波腔
模式
自洽方程 相似文献
7.
用于微波电子枪的双重入腔及其阴极结构 总被引:2,自引:0,他引:2
介绍一台用于热阴极微波电子枪的双重入驻波腔及其阴极结构.根据微波枪束品质要求,首先定出腔体基本参数,然后报告了腔形、场分布、谐振频率、耦合度等的设计考虑,并给出腔体测量结果,最后介绍了阴极结构的设计. 相似文献
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F. Consoli S. Barbarino L. Celona G. Ciavola S. Gammino D. Mascali 《辐射效应与固体损伤》2013,168(10-12):467-475
Both theoretical and numerical electromagnetic analyses about the modes inside the cylindrical cavity of superconducting electron cyclotron resonance ion source (SERSE) have been performed. Modes close to 14, 18 and 28 GHz frequencies, usually employed in SERSE operating conditions, have been calculated in vacuum and when the chamber is filled with a uniform non-collisional plasma at different electron densities. To consider the holes present in the chamber flanges, a numerical approach has been used, by means of the HFSSTM electromagnetic simulator, for the first mode in the cavity. Modes in a plasma-filled cylindrical cavity with holed bases have full width half maximum bandwidths larger with regard to the closed cavity in vacuum, and it leads to an increased mode frequency overlap. A monochromatic electromagnetic wave feeding this cavity can, in principle, excite different modes. Further investigations about the coupling between the SERSE cavity and its feeding waveguides have to be performed. 相似文献
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研究以同轴不同半径柱面围成的导体柱环腔体中电磁场真空零点振动模式所给出的宏观量子效应.零点振动模式通过求解柱环空腔边界条件下无源的Maxwell方程组获得.得到了双柱面同心柱环中单位长度和单位面积的且是有限的真空能量,即Casimir能量.这有限的Casimir能量可以分解为独立而且收敛的三部分,它们分别来自内柱面、外柱面和柱环之中.对多柱面同心柱环,Casimir能量可分解为独立的(2n—1)部分(n为柱面数).柱环是类似于平行板的几何结构.但柱环所给出的Casimir能量和Casimir势能系数是随着
关键词:
Casimir效应
柱环腔体
零点能
量子电动力学 相似文献
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用数值计算的方法计算了S波段磁绝缘线振荡器(S-MILO)的主慢波结构谐振腔的π/4模、π/2模、3π/4模和π模的谐振频率,分别为1.40,2.21,2.46和2.51 GHz;计算出S-MILO封闭腔中的谐振频率依次为1.26,2.04,2.42和2.53 GHz,并计算了本征π模时的Q值。通过监测宽带激励源响应计算出S-MILO开放腔的谐振频率为2.43 GHz。对S-MILO开放腔传输特性研究表明:频率为2.25~3.05 GHz的微波,在第一腔内得到了有效抑制,输出微波的频率范围为2.2~2.5 GHz。通过对其传输特性进行研究,验证了S-MILO的高频电磁结构的合理设计。 相似文献
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Yu Guofen Wang Wenxiang Wei Yanyu Liu Shenggang 《International Journal of Infrared and Millimeter Waves》1997,18(3):723-732
The structure of cylindrical cavity coupling with rectangular waveguides through large apertures on the cavity’s sidewall
is studied in detail. The fields in the cavity is properly expanded by derived mode functions. By making reasonable approximation
of the boundary conditions, the process of derivation and the formation of the characteristic equation is greatly simplified.
The characteristic equation and model coefficients are obtained. The reliability of the derived characteristic equation is
tested. Numerical results of characteristic frequency and quality factor changing with dimensions of coupling holes are given. 相似文献