一种5.8 GHz磁控管粒子模拟

 借助3维粒子仿真软件对一种新型18叶片5.8 GHz磁控管进行了动态模拟,比较了爆炸式发射与电子注发射的不同。利用磁路电子注发射方式针对不同的阴极发射电流进行了动态模拟,得到了不同发射电流条件下磁控管的工作特性。同时,利用FEMM仿真软件对磁控管磁路进行了仿真,得到了磁控管互作用空间的磁场分布,并在此基础上,对非均匀磁场下磁控管动态性能进行了模拟。     

皮尔斯电子枪非迭代综合法的修正

 对Tiwary非迭代综合法进行了整理分析,根据阴极半锥角大小的不同范围对其计算公式做出了相应修正,使得计算结果与Vaughan迭代综合法的计算结果相吻合,二者之间相差可以实现小于1°;对阳极半径公式也做了合理的修正,使阳极与阴极之间的间隙及电子枪射程的计算精度也与迭代综合法相当。采用非迭代法的修正方法计算精度受阴极半锥角大小的影响大大减小,扩大了其应用范围。     

对皮尔斯电子枪综合法的改进

 在低压缩比、低导流系数情况下，对Vaughan迭代综合法因阴极半锥角初始值取得不合理而失效的原因进行了分析，并对其中的迭代公式进行了合理修正。采用Vaughan迭代综合法和修正后的迭代综合法验算了13支不同性能的电子枪，结果表明：采用修正迭代法，阴极半锥角初始值即使在0°~70°取值，都能得出正确的计算结果。在原来Vaughan法适应的情况下，修正法与原方法的阴极半锥角结果之间差值小于1°；在原来Vaughan法失效的情况下(如低导流系数、低压缩比小于7)，改进后的方法也能得到接近实测值的合理结果。     

微扰实验法测试螺旋线行波管耦合阻抗及模拟仿真

 应用有限元仿真软件HFSS,建立了准确的3维螺旋线行波管耦合阻抗仿真模型。应用该模型,对微扰实验法在微扰杆内电场所做出的4个假设和近似,进行了定量的分析和讨论：电场在轴向是均匀的,忽略掉轴向高次空间谐波的存在;电场在角向是均匀的,忽略掉角向高次空间谐波的存在;忽略掉电场中TE波部分,认为电场角向分量为零;假设微扰前后的电场是相等的。同时,对微扰杆的尺寸和介电常数与耦合阻抗的依赖关系进行了模拟分析。结果表明：当微扰法所引入的假设和近似逐步消失后,微扰法的结果最后收敛于定义法。     

螺旋线行波管电子效率改善的数值模拟

 运用全电磁2.5维粒子模拟软件MAGIC和3维高频结构仿真软件HFSS,模拟仿真了正-负双跳变慢波结构对螺旋线行波管电子效率的改善,从慢波系统高频参量、非同步参量、增益参量和电子注相位等角度进行了讨论。设计并加工了一支采用双跳变结构的螺旋线行波管,实测结果表明：采用双跳变结构后可将电子效率从19%提高到29%;模拟仿真方法得到的平均相对误差为5%左右。