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介绍利用导电栅网约束相对论速调管(RKA)中强流电子束的理论分析及实验结果.用近似的空间电荷场分布分析导电栅网约束实心电子束稳定传输时的电子运动情况,讨论束流稳定传输的条件;并介绍在一台直线感应加速器上利用导电栅网约束未调制强流束(约400kV,2.5kA)长距离(约60cm)传输的实验结果,同时给出利用导电栅网约束RKA中调制电子束的实验结果.理论分析及实验研究表明,导电栅网对实心束的约束作用对电子束能量相对不敏感;导电栅网可有效地用于RKA中取代磁场系统约束强流相对论电子束. 相似文献
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利用新研制的紧凑型线性变压器驱动源(LTD)脉冲功率源二极管产生的电子束源,开展了S波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的初步实验研究。采用无箔空心阴极和0.9 T恒流源引导磁场从LTD二极管引出了电压600 kV、束流6 kA、脉宽150 ns的环形电子束,该电子束经过1个同轴输入腔和2个同轴调制腔的调制后,产生了幅度5 kA、脉宽110 ns的基波调制束流,采用该调制束流驱动同轴微波提取腔,辐射输出了峰值功率820 MW/110 ns的辐射微波,效率28%,增益36 dB。同时,开展了重复脉冲RKA和相位特性的实验研究,重复频率10 Hz运行时,辐射微波达到800 MW/100 ns,相位抖动小于 20°。 相似文献
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介绍了S波段强流相对论速调管放大器(RKA)双间隙输出腔高频系统的设计,并利用3维粒子模拟程序模拟和优化了短脉冲强流相对论调制电子束经过双间隙输出腔后的微波提取。在束压640 kV、束流6 kA、基波调制深度80%的条件下,模拟得到功率为1.1 GW的微波,频率约为2.85 GHz,效率28%。在高频分析和粒子模拟的基础上进行了实验研究,实验中采用束压640 kV、束流6 kA的环行电子束,经过优化调节RKA参数,在中间腔后得到了约4.6 kA的基波调制电流,加上双间隙提取腔后从该RKA获得了频率为2.9 GHz、功率为1 GW、脉宽22 ns的输出微波,束波转换效率26%。 相似文献
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进行了多年的RKA研究,在长脉冲(大于100ns)中等束流(小于5kA)的条件下取得了较好的研究结果。为了进一步提高RKA的输出微波功率、探索RKA高功率短脉冲运行的潜力,采用原设计的L波段RKA在Sinus-700加速器上开展了实验研究。 相似文献
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为了探索相对论速调管放大器(RKA)的小型化技术,开展了同轴RKA周期永磁聚焦的物理与设计技术研究。周期永磁聚焦系统采用Halbach阵列结构,产生的磁场类型为周期性会切磁场。首先给出该系统的磁场各个分量的表达式,分析该系统磁场分布的特点,并推导得出该系统聚焦强流环形电子束的稳定条件。根据该稳定条件,对Ka波段同轴RKA设计了一个周期永磁聚焦系统,并优化了周期磁场参数,确定了磁场系统设计的最佳周期和幅值。研究结果显示,周期永磁(PPM)聚焦系统在周期长度18 mm和磁场幅值0.33 T的条件下可引导500 kV、6 kA的同轴RKA,得到1 GW的微波输出功率,物理分析确定了周期永磁聚焦系统应用于高功率同轴RKA的技术可能性。 相似文献
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理论分析了影响相对论速调管放大器(RKA)输出微波相位的相关因素,同时采用粒子模拟程序分析了RKA输出微波相位随电压、束流、电子束尺寸、电子束前沿和延迟时间等电子束参数以及腔体和漂移管长度等几何参数的变化,另外还开展了RKA相位特性的初步实验研究. 研究结果表明,电压、束流和电子束尺寸的改变,会造成RKA相移的改变,引导磁场、电子束前沿和延迟时间以及注入微波功率在适当范围内改变不会造成明显的RKA相移改变. RKA的相位灵敏度为2.6°,相位抖动小于20°.
关键词:
相对论速调管放大器
相位特性
功率合成
高功率微波 相似文献
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介绍一台小型6keV低能锂束源。它是从锂霞石热发射体上引出离子 ,经静电透镜聚焦,在中和室与钠原子进行电荷交换,通过离子偏转最后获得中性束。根据实验需要,引出束流为脉宽10~100ms可调脉冲。仔细调试了束源与各相关参数间的关系,得到中性等效束流典型值是20μA/cm~2,束分布的半高全宽为8~9mm。我们将用此源测量HT-6M托卡马克的等离子体参数。 相似文献
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介绍了S波段强流相对论速调管放大器(RKA)同轴输出腔内束波转换效率和腔主要参数的计算、微波提取的粒子模拟和优化以及实验。模拟计算时,采用单间隙的同轴输出腔,束压580 kV、束流4 kA的环行电子束,基波调制深度为80%,利用3维粒子程序得到约500 MW的微波输出功率,效率21.5%。将该模拟结果应用于实验的设计,实验中采用束压550 kV、束流4 kA的电子束得到功率500 MW、脉宽120 ns的输出微波,束波转换效率22.7%,实验结果与模拟结果吻合较好。 相似文献
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大功率多腔速调管群聚段物理参数的数值研究 总被引:1,自引:1,他引:0
利用一维电子圆盘模型,根据空间电波和运动学理,对群聚段中的束波相互作用作了大,小信号分析,开发了一种具有部分物理参数优化功能的速调管群聚段大信号分析设计程序,并针对HL-1实验用速调管的实际测试结果,用此程序作了大量的模拟验证。在原来设计方案的基础上,对群聚段几个主要的和理参数进行了优化研究。经过优化,发现群聚效率显著提高。 相似文献
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The design of the BPL 750keV beam transport system and the study of beam space charge effect in this system are described. This system has been constructed and operated in December 1982. The beam-transfer efficiency of the quadrupole system reached 66.7%. The first buncher operated in 1983, and the beam bunching efficiency is about 60%. 相似文献
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环形光束的非线性传输及聚焦特性研究 总被引:1,自引:0,他引:1
针对用于产生光镊的环形光束,利用分步傅里叶-贝塞尔变换算法,对二维环形超高斯光束的非线性传输及聚焦过程进行了数值模拟,给出了环形光束聚焦场附近的光强分布,并分析了非线性调制对聚焦性质(包括焦面中心光强、焦面光强的横向分布、轴上光强和光束质量)的影响.研究表明,从聚焦角度来看,非线性调制中的位相调制比振幅调制对环形光束聚焦性质的影响程度要大;从非线性传输角度来看,随着非线性介质长度的增加,位相调制和振幅调制对环形光束聚焦性质各有不同程度的加剧,其中非线性作用对振幅调制的影响要比位相调制明显. 相似文献
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In this article, vector diffraction theory is employed to investigate the focusing properties of the Gaussian beam through a phase plate. The phase plate may alter the wavefront phase of an incoming beam by topological charge. Both the circular phase distribution and the annular phase distribution plates are investigated. Numerical simulations show that the focal intensity distribution depends on topological charge. With changing topological charge, focal intensity distribution may evolve into ring shape, and some novel focal spots may occur. Focal intensity distribution evolving process with integer topological charge differs considerably from that with fraction topological charge. When the concentric annular phase plate is placed in the laser path, the focal intensity distribution depends on both the inner radius and topological charge. For small inner radius of the phase plate, doughnut-shape focal pattern occurs. With increasing inner radius, the diameter of the doughnut focal pattern decreases, and doughnut shape disappears slowly in some cases. 相似文献