X波段高效双频同轴相对论返波管粒子模拟 被引量：5

1

作者 唐永福 蒙林 +3 位作者 李海龙 王彬 殷勇 张斐娜 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2415-2419,共5页

提出了一种能在X波段实现稳定双频输出的带有谐振反射器的高效率同轴相对论返波振荡器,并使用2.5维全电磁粒子PIC模拟软件进行了粒子模拟研究。模拟结果显示:在电子束电压520kV、电流8.5kA、轴向引导磁场2.35T的条件下,器件实现了9.41GH... 提出了一种能在X波段实现稳定双频输出的带有谐振反射器的高效率同轴相对论返波振荡器,并使用2.5维全电磁粒子PIC模拟软件进行了粒子模拟研究。模拟结果显示:在电子束电压520kV、电流8.5kA、轴向引导磁场2.35T的条件下,器件实现了9.41GHz和10.29GHz的稳定双频输出,平均输出功率为1.35GW,波束互作用效率为30.5%。此外,双频频谱及双频中较小的频率随着漂移段的变化而准周期地变化,实现了带宽约400MHz的频率捷变输出。 展开更多

关键词 同轴相对论返波管 谐振反射器 双频 高效率 粒子模拟 频率捷变

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同轴相对论返波管中波束作用过程 被引量：5

2

作者 滕雁 肖仁珍 +4 位作者 宋志敏 孙钧 陈昌华 邵浩 刘国治 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期175-180,共6页

根据同轴相对论返波管的特点建立了物理模型,采用时域有限差分法研究了同轴相对论返波管中波束作用过程。研究表明:同轴相对论返波管中波束作用的输出效率与两端反射系数密切相关,而且其内部场分布特点对于提高输出效率非常有利。经过... 根据同轴相对论返波管的特点建立了物理模型,采用时域有限差分法研究了同轴相对论返波管中波束作用过程。研究表明:同轴相对论返波管中波束作用的输出效率与两端反射系数密切相关,而且其内部场分布特点对于提高输出效率非常有利。经过优化设计,利用500 keV,4.0 kA电子束流,微波起振时间为7 ns,输出效率大于38%,与以往数值模拟和实验结果符合较好。根据计算结果进一步分析得到,与空心相对论返波管相比,同轴相对论返波管中空间电荷效应的影响较小。 展开更多

关键词 高功率微波 同轴相对论返波管 波束作用 输出效率 时域有限差分法

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单电子束双波段同轴相对论返波管粒子模拟 被引量：2

3

作者 唐永福 蒙林 +1 位作者 李海龙 张斐娜 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1184-1188,共5页

设计了一种能在C波段和X波段实现稳定双频输出的带有非对称谐振反射腔的单电子束同轴相对论返波振荡器。采用耦合阻抗跃变型慢波结构,使用粒子PIC模拟软件进行了粒子模拟研究。模拟结果显示:轴向电场在系统中的分布得到改进,电子束的能... 设计了一种能在C波段和X波段实现稳定双频输出的带有非对称谐振反射腔的单电子束同轴相对论返波振荡器。采用耦合阻抗跃变型慢波结构,使用粒子PIC模拟软件进行了粒子模拟研究。模拟结果显示:轴向电场在系统中的分布得到改进,电子束的能散得到改善。在电子束电压511kV,电流8.95kA,引导磁场0.73T的条件下,双频器件实现了8.09GHz和9.91GHz的双波段频率稳定输出,平均功率为1.0GW,波束互作用效率为21.9%,效率高于空心双波段返波管及其他双波段器件。器件辐射功率的拍频为1.82GHz,拍波更为明显和稳定。模拟研究中同时发现,随着慢波结构之间漂移段的变化,双频频率都呈现一种准周期的变化。 展开更多

关键词 同轴相对论返波管 双波段 耦合阻抗跃变 粒子模拟

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慢波结构参数对同轴相对论返波管线性增长率的影响 被引量：1

4

作者 滕雁 唐传祥 +3 位作者 刘国治 陈昌华 肖仁珍 邵浩 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期507-510,共4页

根据线性理论推导同轴相对论返波管色散方程和线性增长率,分别给出了波纹深度和波纹周期改变对于同轴相对论返波管线性增长率的影响规律,发现在一定范围内,减小波纹周期或者增大波纹深度能够降低结构波相速度,获得较大的线性增长率。

关键词 同轴相对论返波管 线性增长率 波纹周期 波纹深度

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一种Ku波段高效率低磁场同轴相对论返波管 被引量：1

5

作者 谭维兵 曹亦兵 +4 位作者 宋玮 陈昌华 李小泽 张立刚 朱晓欣 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期68-73,共6页

设计了一种工作在Ku波段的低磁场同轴相对论返波管。器件工作在同轴TM01近π模式,采用两段式慢波结构构型,在前后段慢波结构中分别主要进行电子束调制与能量提取,以实现高效率工作。通过设计非对称反射腔,引入电子束预调制,进一步加深... 设计了一种工作在Ku波段的低磁场同轴相对论返波管。器件工作在同轴TM01近π模式,采用两段式慢波结构构型,在前后段慢波结构中分别主要进行电子束调制与能量提取,以实现高效率工作。通过设计非对称反射腔,引入电子束预调制,进一步加深电子束调制深度,提高了束波互作用效率。通过调节慢波结构中间漂移段长度,进一步优化器件内部场分布,提取段慢波结构处轴向电场强度得到显著增强,器件工作效率可提升至35%。最终,当磁场强度0.6、二极管电压490V、二极管电流7.5A时,获得1.27GW微波输出,效率约35%,微波频率为14.7GHz。 展开更多

关键词 高功率微波 低磁场 同轴相对论返波管 高效率 KU波段 电子束预调制

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1.6GHz同轴相对论返波振荡器耦合阻抗(英文)

6

作者 巨金川 葛行军 +1 位作者 钟辉煌 舒挺 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期94-98,共5页

研究了计算同轴正弦型慢波结构耦合阻抗的方法,以及慢波结构参数变化引起的共振点变化对各次空间谐波振幅的影响。得到了1.6GHz同轴相对论返波振荡器耦合阻抗随其慢波结构参数的变化规律,并与相应的效率模拟结果进行了比较。结果表明在... 研究了计算同轴正弦型慢波结构耦合阻抗的方法,以及慢波结构参数变化引起的共振点变化对各次空间谐波振幅的影响。得到了1.6GHz同轴相对论返波振荡器耦合阻抗随其慢波结构参数的变化规律,并与相应的效率模拟结果进行了比较。结果表明在近线性范围内耦合阻抗结果和模拟结果符合得很好。并用表面波理论对两种结果之间存在的误差进行了分析。 展开更多

关键词 高功率微波 耦合阻抗 同轴相对论返波振荡器 慢波结构

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高效率双波段同轴相对论返波管粒子模拟研究

7

作者 唐永福 蒙林 +1 位作者 李海龙 张斐娜 《微波学报》 CSCD 北大核心 2012年第S2期303-307,共5页

提出了一种能在C波段和X波段实现稳定双频输出的带有谐振反射腔的单电子束同轴相对论返波振荡器,并使用2.5维全电磁粒子PIC模拟软件进行了粒子模拟研究。模拟结果显示:在电子束电压510kV,电流9.03kA,引导磁场0.73 T的条件下,双频器件实... 提出了一种能在C波段和X波段实现稳定双频输出的带有谐振反射腔的单电子束同轴相对论返波振荡器,并使用2.5维全电磁粒子PIC模拟软件进行了粒子模拟研究。模拟结果显示:在电子束电压510kV,电流9.03kA,引导磁场0.73 T的条件下,双频器件实现了8.1GHz和9.9GHz的双波段频率稳定输出,平均功率为0.95GW,波束互作用效率为20.6%,效率高于空心双波段返波管以及瓷绝缘线双频振荡器。 展开更多

关键词 同轴相对论返波管 谐振反射腔 双波段 高效率

原文传递

同轴相对论速调管周期永磁聚焦系统的初步研究 被引量：3

8

作者 魏元璋 李士锋 +4 位作者 王战亮 黄华 刘振帮 何琥 宫玉彬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期80-86,共7页

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... 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0.33T的条件下可引导500kV、6kA的同轴RKA,得到1GW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。 展开更多

关键词 同轴相对论速调管 周期永磁聚焦 强流环形电子束

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同轴型相对论返波管的粒子模拟研究 被引量：9

9

作者 文光俊 李家胤 +1 位作者 刘盛纲 谢甫珍 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第12期132-134,共3页

本文提出和设计了一种X波段大直径同轴相对论返波管，用时域有限差分法数值计算了器件慢波结构中TW模式的色散关系，耦合阻抗．运用粒子模拟程序仿真了器件中注波互作用的非线性物理过程，预见出器件输出功率、效率、工作频率，并对器... 本文提出和设计了一种X波段大直径同轴相对论返波管，用时域有限差分法数值计算了器件慢波结构中TW模式的色散关系，耦合阻抗．运用粒子模拟程序仿真了器件中注波互作用的非线性物理过程，预见出器件输出功率、效率、工作频率，并对器件功率与慢波结构尺寸，电子注束流参数。 展开更多

关键词 同轴相对论 返波管 漫波结构

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高Q值单间隙同轴谐振腔的物理设计与实验研究

10

作者 吕彦奎 阳福香 +2 位作者 党方超 葛行军 贺军涛 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期72-76,共5页

随着高功率微波源向高功率、高频率和长脉冲方向不断发展,同轴相对论速调管放大器(RKA)成为近年来研究热点之一,然而其发展一直受限于自激振荡等问题存在,为此,设计一种高Q值单间隙同轴谐振腔,以抑制同轴RKA中TEM模式泄露引起的自激振... 随着高功率微波源向高功率、高频率和长脉冲方向不断发展,同轴相对论速调管放大器(RKA)成为近年来研究热点之一,然而其发展一直受限于自激振荡等问题存在,为此,设计一种高Q值单间隙同轴谐振腔,以抑制同轴RKA中TEM模式泄露引起的自激振荡。通过对单间隙同轴谐振腔TM_(01)模式与TEM模式转化进行理论分析与仿真模拟,发现同轴谐振腔上下槽深差值与轴向错位值对其Q值变化影响很大,当上下槽深差值与轴向错位值分别为0.3 mm和0 mm时,同轴谐振腔的Q值为极大值(18764),意味着此时谐振腔中两种模式转化最小,多组谐振腔级联后自激振荡风险大大降低。将三组级联的高Q值单间隙同轴谐振腔应用于紧凑型同轴RKA,粒子模拟和实验结果表明,器件的输出微波功率稳定,频谱纯净,无自激振荡等问题存在。 展开更多

关键词 同轴相对论速调管放大器 自激振荡 高Q值 单间隙同轴谐振腔

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Ka波段同轴多注相对论速调管的电子束引入

11

作者 党智伟 李士锋 +4 位作者 王战亮 黄华 王腾钫 刘振帮 宫玉彬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期78-83,共6页

首先通过理论分析确定影响多注电子束引入效率的主要因素,确定初步的结构参数;其次利用三维粒子模拟软件建立Ka波段相对论多注二极管模型进行仿真优化,使电子束引入效率达到89%;并开展了电子束的产生与传输实验研究,验证了粒子模拟仿真... 首先通过理论分析确定影响多注电子束引入效率的主要因素,确定初步的结构参数;其次利用三维粒子模拟软件建立Ka波段相对论多注二极管模型进行仿真优化,使电子束引入效率达到89%;并开展了电子束的产生与传输实验研究,验证了粒子模拟仿真结果。在电子束电压502 kV、束流4.34 kA、轴向磁感应强度0.76 T的条件下,电子束引入效率达到了72%,由电子束轰击尼龙靶材获得的电子束束斑图表明,电子束在产生与传输过程中形状未发生畸变,产生的电子束直径约为2 mm。模拟和实验研究验证了设计的强流多注二极管可以产生高品质的电子束和实现高效率的电子束引入。 展开更多

关键词 高功率微波 同轴多注相对论速调管 相对论多注二极管 多注电子束引入

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新型反射腔在多频相对论返波振荡器中的粒子模拟研究 被引量：1

12

作者 张斐娜 蒙林 +2 位作者 李海龙 唐永福 崔新红 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期678-683,共6页

设计了两类新型同轴反射腔并成功地应用于多频高功率微波输出。反射腔采用非对称的同轴结构,置于同轴相对论返波振荡器(CRBWO)慢波系统的前端。文中利用2.5维CHIPIC粒子模拟软件进行粒子模拟研究。仿真结果表明,带有两类新型同轴反射腔... 设计了两类新型同轴反射腔并成功地应用于多频高功率微波输出。反射腔采用非对称的同轴结构,置于同轴相对论返波振荡器(CRBWO)慢波系统的前端。文中利用2.5维CHIPIC粒子模拟软件进行粒子模拟研究。仿真结果表明,带有两类新型同轴反射腔的双频CRBWO都实现了X波段双频稳定输出,并且其工作的电压和磁场的稳定性要明显好于传统谐振腔双频返波管。采用第二类新型同轴反射腔,在强流电子束电压480 kV,电流7.5 kA,磁场2.7 T的条件下,得到了稳定的三频、四频输出,其注波转换效率分别为15.3%和13.9%,明显高于其他类型的多频高功率微波器件。 展开更多

关键词 高功率微波 新型反射腔 多频 同轴相对论返波振荡器 粒子模拟

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基于JASMIN并行框架的2.5维粒子模拟程序NEPTUNE2D的研制 被引量：1

13

作者 张恒 郝建红 +3 位作者 董烨 董志伟 杨温渊 孙会芳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期34-40,共7页

介绍了2.5维自主研制的并行电磁粒子模拟程序NEPTUNE2D初步研发情况。该程序基于JASMIN并行自适应结构网格支撑框架研制,并行效能高,可扩展性强,且支持动态负载平衡;采用新型PIC算法替代传统算法,避免求解泊松方程修正电场,更适用于大... 介绍了2.5维自主研制的并行电磁粒子模拟程序NEPTUNE2D初步研发情况。该程序基于JASMIN并行自适应结构网格支撑框架研制,并行效能高,可扩展性强,且支持动态负载平衡;采用新型PIC算法替代传统算法,避免求解泊松方程修正电场,更适用于大规模并行计算;程序支持r-z坐标系下的器件仿真,可应用于高功率微波器件、电真空器件的快速模拟设计。该程序现已完成电磁场更新、粒子推进、电磁场注入/引出、粒子发射/吸收等基本物理功能模块的研制,并通过同轴线、圆波导、同轴二极管及无箔二极管算例模拟验证了模块的正确性。最后,应用NEPTUNE2D程序设计了一个高效同轴相对论返波管,给出了粒子模拟结果和并行性能测试结果。 展开更多

关键词 高功率微波 粒子模拟 并行计算 同轴相对论返波管

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类磁控管结构的理论分析 被引量：2

14

作者 李伟 刘永贵 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期180-184,共5页

利用场匹配法得到了类磁控管结构的色散关系以及场函数表达式的同时,利用高频电磁场分析软件验证了所得结果正确性,并改变结构参数考察了截止频率的变化情况.最终结果表明:在保证其他参量不变的前提下,丌模截止频率随外半径的减小,内半... 利用场匹配法得到了类磁控管结构的色散关系以及场函数表达式的同时,利用高频电磁场分析软件验证了所得结果正确性,并改变结构参数考察了截止频率的变化情况.最终结果表明:在保证其他参量不变的前提下,丌模截止频率随外半径的减小,内半径的增大或谐振腔数的增多而提高,随谐振腔张角的增大而降低.所得结果对于分析同轴辐射相对论磁控管的模式转换和传输特性奠定了基础. 展开更多

关键词 类磁控管结构 场匹配法 同轴辐射相对论磁控管 高功率微波

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