微波管中离子张弛振荡的混沌现象

微波管中离子张弛振荡引起的噪声对其工作性能有很大影响，已成为微波管领域研究的焦点之一.用包络方程描述电子束特性，用离散的宏粒子模型描述离子特性，在此基础上编写了一维粒子模拟程序，对行波管与速调管模拟，得到张弛振荡的时间序列；将振荡看作是一个复杂非线性动力学系统的响应，分析了离子张弛振荡时间序列的功率谱、重构相图及Lyapunov指数，指出离子张弛振荡具有混沌性质，为研究离子张弛振荡的控制与带有离子振荡噪声信号的处理提供了参考. 关键词： 张弛振荡 粒子模拟 微波管 混沌     

毫米波折叠波导行波管输入输出过渡波导设计

折叠波导以其宽频带、加工方便而成为一类重要的毫米波与太赫兹波段行波管慢波线。针对折叠波导慢波系统与标准波导的匹配过渡连接,通过等效电路分析与电磁计算软件模拟,设计出了直渐变波导、双曲圆弧渐变波导、切比雪夫阶梯渐变波导3种输入输出过渡波导结构,分析了各种过渡波导的优缺点及结构尺寸对性能的影响。计算表明,经过合理优化的设计,3种过渡结构均可以使反射系数在28~40 GHz波段小于0.05。     

高功率微波器件中脉冲缩短现象的粒子模拟

脉冲缩短是高功率微波器件的一个普遍现象，它阻碍了输出微波能量的进一步提高，是高功率微波研究领域中急待解决的问题.以相对论返波管作为研究对象，运用粒子模拟的方法，研究了器件表面的爆炸发射、电子束电压和电流的脉动对输出微波性能的影响，从中得到了一些有益的结论，指出由强电场引起的慢波系统表面的爆炸发射是产生脉冲缩短的重要因素 ，电子束电流和束电压的脉动也会引起脉冲缩短，并提出了相应的克服方法. 关键词： 高功率微波器件 相对论返波管 脉冲缩短 粒子模拟     

螺旋线行波管返波自激振荡的研究

在2维小信号模型的基础上,分析了均匀和周期永久聚焦磁场对抑制返波自激振荡的影响。研究结果表明：改变聚焦磁场的幅值或周期来增加起振长度是可能的, 而且不会改变基波的互作用条件。与此同时,对起振长度、初始非同步速度参量随皮尔斯增益参量、空间电荷参量、损耗参量等的变化,以及在超宽带行波管中当存在两个或多个角向非对称空间谐波时,起振长度、初始非同步速度参量随周期永久聚焦磁场的变化进行了研究。优化设计聚焦磁场、电子注和螺旋线慢波系统的参量可以对螺旋线行波管的稳定性分析提供必要的依据。     

650 GHz正弦波导返波管的模拟计算

提出了一种利用正弦波导慢波结构设计的太赫兹频段大功率返波管的新方案。3维粒子模拟研究结果显示:在20 kV的工作电压和5 mA的驱动电流下,该返波管在645.9 GHz频率处将具有1.55 W的峰值功率输出,互作用效率为1.55%,频谱纯净,输出模式为TE10模。通过在15～25 kV之间进行电压调谐,可获得80 GHz的调谐带宽,且峰值输出功率都在1 W以上。     

椭圆带状电子束聚焦方式

分析了椭圆带状电子束空间电荷场分布,采用3维粒子模拟软件观察椭圆带状电子束的传输不稳定性。分别对采用周期凸起磁场结构和偏置周期凸起磁场结构聚焦椭圆电子束进行理论分析,并利用粒子模拟软件对聚焦效果进行仿真。通过对比研究发现：偏置型周期凸起磁场结构更适合用于抑制椭圆截面带状电子束的传输不稳定性。     

行波管电子枪数值模拟设计的判定

 提出了采用数值软件模拟法进行行波管电子枪设计时对电子注质量好坏的判断准则：电子枪应具有更好的阴极表面电子发射密度均匀性、电子注层流性、注腰位置附近电子注径向密度分布均匀性及某百分比电子注包络曲线的光滑性等。利用编写的软件对某行波管电子枪进行数值模拟设计时,不断调整电子枪的结构,应用以上设计准则,通过对电子注质量进行判定和比较,得到了相对更符合设计要求的电子枪结构。     

螺旋槽回旋行波管高频特性分析

在Foulds等人对螺旋槽结构进行深入分析的基础上,考虑了槽区内高次模式对慢波结构高频特性的影响。结果表明：槽宽较小时,结论与其结论吻合较好; 槽宽较大时,计算结果与其有较大差别。此外,讨论了螺旋槽结构参数对高频特性的影响,结果表明：除槽宽外的其它结构参数固定时,存在一个最佳的δ/L值,可以获得较弱的色散和较大的横向场幅值,适合做回旋行波管互作用结构。     

中国西南地区干旱Copula函数模型对样本量的敏感性分析

基于中国西南地区(四川省、云南省、贵州省和重庆市) 89个站点1961-2010年的逐月标准化降水指数序列, 利用游程理论和Copula函数建立干旱历时和干旱强度的概率模型, 基于该模型讨论了干旱事件样本量对分布参数、干旱类型的出现概率及联合重现期的影响. 结果表明: 分布参数稳定对样本量的要求较大, 部分区域样本量要求大于50, 并且各参数对样本量的要求不一致, 又以干旱强度分布的参数对样本量的要求最大; 干旱事件样本量为10个左右求得的干旱类型出现概率和联合重现期与样本量为40求得的结果已无明显差异, 以计算结果作为标准可大幅降低统计模型建立对样本量的要求, 进而表明起止时间不一致和具有缺测数据的站点仍可建立干旱历时和干旱强度的分布函数; 气候变暖对模型建立所需的最少样本量影响不大, 样本量波动在± 5之间, 即统计模型具有一定的稳定性, 同时气候态的划分降低了分布检验对样本量的需求, 易于模型的建立.