Dielectric effect on the rf characteristics of a helical groove travelling wave tube

A new type of partial-dielectric-loaded helical groove slow-wave structure (SWS) for millimetre wave travelling wave tube (TWT） is presented in this paper.The radio-frequency characteristics including the dispersion properties,the longitudinal electric field distribution and the beam-wave coupling impedance of this structure are analysed.The results show that the dispersion of the helical groove circuit is weakened,the phase velocity is reduced and the position of the maximum Ez is moved from the mouth to the inside of the groove after partially filling the dielectric materials in the helical groove SWS.Therefore,the dielectric-loaded helical groove SWS is suitable for a multi-beam TWT with broad band and high gain.     

线电荷串产生的史密斯-帕塞尔辐射

采用积分方法分析了线电荷串,沿周期性理想金属光栅表面平行移动时产生的史密斯帕塞尔辐射。分别对短周期光栅、低能量线电荷串与长周期光栅、高能量线电荷串的辐射情况进行了数值计算。相对单个线电荷而言,N个线电荷与反射光栅作用产生的辐射场密度,在频率是线电荷串调制频率的整数倍处出现最大,辐射谱宽变窄;随电荷能量增高,辐射能量向高频方向移动,并具有强烈的定向性;可以通过调节线电荷调制频率等参量实现辐射电磁波频率锁定。研究结果表明,对高能量与低能量的电荷参量,适当选择光栅尺寸与线电荷串间隔周期,都可使辐射波工作于太赫兹波段。     

一种新型径向三腔同轴虚阴极振荡器全三维粒子模拟研究

提出了一种新型径向三腔同轴虚阴极振荡器,并进行了数值模拟研究. 研究表明: 这种径向三腔结构在束波转换面进行电场调制,能够大幅提高束波转换效率;同时,由阳极栅网和径向三腔结构构成的谐振装置能有效地抑制模式竞争;另外,由于采用了同轴引出结构,在提高能量引出的同时还能有效吸收漂移管中被利用过的电子,因此这种新型虚阴极振荡器能够获得较高的输出功率. 模拟的电子束电压为400 kV,电流为50 kA,主频为4.5 GHz,峰值功率达到6 GW,平均输出功率为3.1 GW,束波转换效率达到15%. 关键词： 高功率微波 同轴虚阴极振荡器 粒子模拟 束波转换效率     

基于负氢离子源的全三维PIC/MCC模拟算法研究

在分析负氢离子源中等离子体物理机理基础下, 研究并优化粒子模拟算法, 设计高效的粒子存储方法. 研究并运用粒子碰撞蒙特卡罗方法, 考虑等离子体势以及带电粒子间库仑碰撞, 研制了全三维粒子模拟/蒙特卡罗算法(PIC/MCC). 采用磁荷模型, 运用时域有限差分方法计算多峰磁场, 并结合国外负氢离子源JT-60U, 考虑负氢离子源中主要反应, 对全三维PIC/MCC模拟算法模拟验证.     

非磁化等离子体和磁化等离子体的电磁辐射特性研究

本文研究非磁化和磁化双MAXWELL分布等离子体的电磁不稳定性色散方程和电磁辐射增长率.结果表明,非磁化等离子体不能辐射出电磁波,而磁化等离子体能够辐射出电磁波.并分析讨论了磁化等离子体在不同参数下的电磁辐射增长率随辐射频率、等离子体密度和温度的变化.     

8毫米相对论orotron的实验研究

文章简述了强相对论毫米波器件的研究动态和相对论orotron(奥罗管)的基本原理，并给出了8毫米相对论orotron的初步实验结果。理论计算与冷测、热测得到的工作波长符合良好，输出功率与脉冲磁场和脉冲电压的关系与预期的一致，所得到的E131模的输出功率为10千瓦量级。同时也讨论了进一步提高功率的努力方向。     

静电电子回旋脉塞的动力学理论

本文从线性Vlasov-Maxwell方程出发,利用沿未扰轨道积分的方法,建立了同轴波导TE模、圆未扰平衡轨道静电电子回旋脉塞的动力学理论。研究表明:在静电电子回旋脉塞中,非相对论性回旋脉塞不稳定性与相对论性回旋脉塞不稳定性不仅可以同时存在,而且两者相互加强。文中给出了非相对论性静电电子回旋脉塞不稳定性发生的阈值条件以及不稳定性增长率公式。文中还对静电电子回旋脉塞和静磁电子回旋脉塞在群聚、负质量不稳定性等方面作了比较,阐明了这两种脉塞之间的异同之处。     

静电系统中电子运动轨迹的理论

本文研究静电场中电子运动轨迹的理论,共分四部分。第一部分研究轨迹方程。利用变分原理,导出正交曲面坐标系中轨迹的普遍方程,着重研究了可化为二维坐标系的情形,导出了广义傍轴轨迹方程。第二部分讨论轨迹条件。求得轨迹与某曲线族重合的充分与必要条件,并进行了研究;讨论了电子运动轨迹的稳定性问题,求得轨迹稳定的条件。第三部分求解空间电荷流的普遍方程。得到的解表明,二分之三次方定律可推广至普遍情形。第四部分讨论按给定曲线构成正交系的原则,给出四种不同构成正交系方法的具体方程。     

回旋行波管动力学分析及数值计算

 以小回旋电子注、均匀截面光滑壁圆柱波导为例,对回旋行波管动力学色散方程作了解析分析和讨论;数值计算和分析了注波互作用耦合系数与电子注参数的相互关系,为优化选择电子注参数,提高注波互作用效率获得了依据。     

DISPERSION RELATION OF A MAGNETIZED PLASMA-FILLED BACKWARD WAVE OSCILLATOR

A linear theory and a more general dispersion relation of electromagnetic radiation from a magnetized plasma-filled backward wave oscillator with sinusoidally corrugated slow-wave structure driven by a solid intense relativistic electron beam have been given. The comparisons show good agreement with the previous works when B₀→∞ and ω_b=0 from this dispersion relation.