王丽[1]2002年在《回旋管磁控注入枪（MIG）的初始设计与优化》文中提出回旋管在毫米波，亚毫米波波段的诱人应用前景，推动了回旋管的发展，使回旋管的研究开发在国际上受到高度重视。美国、俄罗斯、德国、法国、瑞士、英国及日本等国在回旋管的研究与开发方面都投入了大量人力物力，中国自70年代木开始也一直在进行跟踪研究。微波器件的发展与它应用的开拓是相辅相成紧密相连的。应用的需求使更高功率回旋管成为发展的目标，作为提供与电磁波产生注波互作用的电子注的磁控注入枪的研究也随之得到高度的重视。本文结合“十·五”计划的科研项目，着重对产生小回旋电子注的单、双阳极磁控注入枪进行研究。本文的数值模拟结果是在使用国外较成熟的电子枪数值模拟程序——EGUN及自编的应用程序的基础上共同完成的。本文对影响螺旋电子注性能的各个因素进行了详细的数值模拟并得到了一系列的有指导意义的结论，为高功率回旋速调管的设计提供了理论依据与技术保障。 主要工作如下： ● 对用于计算电子轨迹的数值模拟程序ECUN的工作原理及程序的操作进行了详细的分析与了解。对电子光学系统的基本理论与计算方法进行了详细的阐述。 ● 对用于磁控注入枪的初始设计及磁控注入枪的优化进行了详细的了解与理论分析。首先对电子枪初始设计方程的推导做了详细的阐释，在此基础上，对电子枪的优化方法，电子枪的拓展应用及影响电子注速度零散的因素进行了详细的论述。 ● 对单、双阳极磁控注入枪的初始设计与优化做了详细的数值模拟与研究，得到了一系列有意义的结论。研究表明，对单阳极磁控注入枪而言，要得到性能优良的电子注除了从改变电子枪的几何结构入手外，还可以采用改变外部磁场的方法。对于双阳极磁控注入枪而言，除了以上提出的方法外还可以通过改变控制阳极电压及控制阳极与第二阳极之间距离的方法来改善电子注的性能。
董爱香[2]2006年在《回旋管中磁控注入枪的研究与设计》文中认为回旋管具有在毫米、亚毫米波段其他器件无可比拟的高峰值功率、高平均功率的优越性,因此在等离子体加热、受控热核聚变、雷达、通信及电子对抗等方面都有着广阔的应用前景。特别是近叁十年来,俄罗斯、美国、法国、瑞士、日本、德国等国进行了大量的研究工作。在国内,电子科技大学高功率微波实验室自70年代后期起,也对回旋管进行了大量的研究工作,并达到国内外先进水平。磁控注入枪为回旋管提供螺旋电子注,它提供的电子注的性能直接影响互作用效率。作为回旋管的重要组成部分,国内外对磁控注入枪也进行了大量的研究。论文结合本教研室的科研项目,对双阳极磁控注入枪进行了研究。同时,为满足ITER计划中所需求的大功率连续波的要求,新型回旋管-双电子注同轴腔回旋管的研究正在展开,本文对其中的双注磁控注入枪进行了研究,并获得良好的设计结果。本文主要工作如下:掌握EGUN、PIC粒子模拟程序两种软件设计电子枪的理论基础,熟悉软件使用,阐述电子光学系统的基础理论与计算方法。阐述磁控注入枪的工作原理,进行详细的理论分析。阐述电子枪的设计方法,对电子枪的优化设计进行详细论述。论述影响电子注速度比、电子注速度零散的主要因素。对双阳极磁控注入枪进行数值模拟,研究获得了一系列有意义的结论。研究表明,完成电子枪的初始设计后,可以通过调整磁场分布、电子枪结构、阴极磁场、阳极电压等因素,优化电子注的性能。特别的是,文章中定性分析了阴极磁场角对电子注速度比的影响,并通过计算获得证明。建立新型同轴-双注磁控注入枪模型,对双注磁控注入枪进行相应的理论分析与设计。与单注磁控注入枪相比,双注枪可以提供速度零散小、高束流的电子注,在互作用区更容易起振,且能更好的抑制模式竞争。
吴浠桥[3]2006年在《回旋速调管中的电子枪的设计》文中研究指明回旋管作为毫米波，亚毫米波源，具有高峰值功率，高效率，适当带宽等特点，特别是在高峰值功率，高平均功率上有着其他器件无可比拟的优越性，因此在高性能毫米波雷达，毫米波定向能武器系统，毫米波通信，等离子体加热以及电子对抗等军用和民用应用方面都有着广阔的应用前景。特别是近叁十年来，美国，俄罗斯，英国，法国，日本，德国等国在回旋管的研究和开发方面都投入了大量的人力物力。在国内，电子科技大学高功率微波实验室自70年代后期起，也对回旋管进行了大量的研究工作，在2001年，成功的研制处了世界第一支8mm叁次谐波永磁包装回旋管，并达到国内外先进水平。回旋电子枪为回旋管提供螺旋电子注，它提供的电子注性能直接影响互作用效率。本文结合本教研室的科研项目，对小回旋电子枪和大回旋电子枪进行了模拟，重点对大回旋电子枪进行了研究。本文的主要工作如下：1．掌握EGUN，PIC粒子模拟程序两种软件设计电子枪的理论基础，熟悉软件使用，阐述电子光学系统的基础理论与计算方法。2．阐述了回旋电子枪的工作原理，进行详细的理论分析。阐述电子枪的设计方法，对电子枪的优化设计进行了详细论述。3．对小回旋电子枪进行了数值模拟，研究获得了一系列的有意义的结论。研究表明，可以通过调整磁场分布，电子枪的结构，阴极磁场，阳极电压等因素，优化电子注的性能。4．建立新型大回旋电子枪的模型，对大回旋电子枪进行了相应的理论分析和设计。与小回旋电子枪相比，大回旋电子枪可以提供速度零散小，高束流的电子注，在互作用区更容易起振，且能更好的抑制模式竞争。
蒲友雷[4]2006年在《8mm回旋速调管放大器双阳极磁控注入电子枪的研究》文中认为回旋速调管放大器是一种能够在毫米波段获得高功率、高效率及一定带宽的新型毫米波相干辐射源,因其在高功率毫米波雷达、电子对抗、定向能武器、材料处理和加速器等领域的重要应用前景,在国际上受到了广泛的重视。特别是近二十年来,回旋管得到了快速的发展,并成为研究的热门方向。基于电子回旋谐振脉塞原理工作的谐波回旋速调放大器的工作磁场强度是基波的1/s(s是谐波数),因而能适用于机动性较高的军用毫米波雷达系统。作为提供与电磁波产生注波互作用的电子注的磁控注入电子枪随之也得到高度的重视。本文着重对产生小回旋电子注的双阳极磁控注入枪进行研究,主要使用EGUN及自编的应用程序进行模拟计算,对影响螺旋电子注性能的各个因素进行了详细的数值模拟并得到了一系列的有指导意义的结论,为高工率回旋速调管的设计提供了理论依据与技术保障[1][5]。首先对计算电子轨迹的数值模拟程序EGUN的工作原理[35]及程序的应用进行了详细的分析和了解,对电子光学系统的基本理论与计算方法进行了详细的阐述。其次对磁控注入枪的初始设计及磁控注入枪的优化进行了详细的了解和理论分析[3][4],对电子枪的初始设计做了详细的阐述,在此基础上,对电子枪的优化和影响电子注速度零散的因素进行了详细的论述。最后对双阳极磁控注入枪的初始设计与优化做了详细的理论分析和数值模拟,得到了一系列的有指导意义的结论:为了提高电子注的质量,我们可以调整电子枪的几何结构、外部磁场、阳极电压和各电极间的距离。高质量的电子注将有助于提高整管的性能。
杨轶[5]2013年在《回旋管电子枪设计与研究》文中提出高功率毫米波源是包括以相对论质量效应为基础的电子回旋脉塞器件（回旋管）。回旋管作为目前高功率毫米波源的首选器件，能够在毫米波段和亚毫米波段产生高平均功率，性能远远超过别的器件，于此同时可以应用在很多个不同的领域，发展比较成熟，例如等离子体加热、材料处理、非致命性武器、电子回旋加速等，在应用前景上是非常看好的[1-10]。ITER，即国际热核聚变计划[11-18]，电子回旋共振加热系统（ECRH）是等离子体主要辅助加热方式之一,其采用170GHz大功率回旋管作为微波源。与此同时，在94GHz的回旋管的基础上，美国空军研究实验室（AFRL）利用94GHz的回旋管作为功率源，研制一种基于“主动拒止技术”（Active Denial Technology, ADT）的毫米波非致命武器系统，它利用高能量毫米波束被目标(人员)表层皮肤吸收从而产生短期剧烈的疼痛，使敌方人员失去战斗力，这种波束是波长很短的毫米波波束(3mm波段)[19-21]。进而可以设想，利用毫米波波束窄，能量高而集中的特点，可以做成有效的电磁波辐射武器，对空间目标(例如卫星系统)的电子信息系统进行强力干扰甚至造成某种程度的破坏。然而将3mm波段的高功率发射系统作为毫米波大气窗口的相关研究工作目前在国内仍急需进一步的进行[22-24]。本文着重对产生回旋电子注的双阳极170GHz磁控注入枪、单阳极94GHz磁控注入枪进行研究，主要使用EGUN软件进行模拟计算，对影响螺旋电子注性能的各个因素进行了详细的数值模拟。由于双阳极磁控注入电子枪有一个调制阳极，便于调制电子横纵速度比，容易产生速度比较大、速度零散较小的电子注，缺点是工作时需要两台高压调制器，结构复杂，不便于实际使用。单阳极磁控注入电子枪具有结构简单、紧凑，工作时仅需要一台高压调制器，便于实际应用的优点;缺点是在较大的工作电流情况下，其产生的电子注轴向速度零散大，电子速度比通常较小，且难以调节。因此，本文分两章分别对两种电子枪做具体研究，工作主要包括以下几个内容：1、对计算电子轨迹的数值模拟程序EGUN的工作原理及程序的应用进行了详细的分析和了解，阐述电子光学系统的基础理论与计算方法；2、对170GHz、94GHz磁控注入枪进行详细的数值模拟与研究，设计出满足要求的磁控注入电子枪；3、通过研究，我们取得了很多具有实际价值的结论，例如对电子注的性能进行完善、对电子枪的结构进行优化，调整速度比、速度零散等。缩短了电子枪的设计时间，提高了电子枪的设计效率。
李苍龙[6]2014年在《大功率太赫兹回旋管电子枪的研究》文中提出太赫兹是一种新型的、拥有很多独特优点的辐射源。太赫兹技术作为一个非常重要的交叉前沿领域,拥有非常诱人的前景和机遇。随着太赫兹技术的飞速发展,能在该波段产生大功率电磁波的回旋管也在世界上得到了人们的关注和重视,现已成为最具应用价值和发展前景的一种高功率宽带毫米波和亚毫米波相干辐射源。在超高速率空间通信、超高分辨率武器制导、医学成像、物质太赫兹光谱特征分析、安全检查、材料检测等领域有着十分广泛的应用前景和非常重要的科研意义。世界上多个国家纷纷将太赫兹科学列为战略性科技方向,而发展太赫兹相关技术也有着前瞻性的战略意义。回旋管能产生高脉冲峰值功率和连续波功率,在毫米波与亚毫米波段这种卓越的性能是其他微波器件不可比拟的。除此之外,回旋管也是目前所发现的太赫兹波段范围功率最高的辐射源。在国际核聚变反应堆计划(ITER)的推动下,各国都开始了对太赫兹频段下的回旋管进行研究。本论文正是结合国家973项目,在太赫兹波段下以大功率的回旋管的电子枪为主要的研究对象,在深入分析磁控注入枪的工作原理的基础上,使用粒子模拟软件MAGIC对电子枪进行优化和设计,获得了工作性能良好的电子枪,并对今后的太赫兹大功率回旋管工作也起到了引导作用。本文的主要内容为:1、系统地阐述了电子枪设计的基础理论以及初步设定方法。2、从磁控注入电子枪的基本结构和理论进行分析,通过数值计算来研究影响电子注性能的各种因素,为磁控注入电子枪的设计提供必要的理论依据。3、利用粒子模拟软件MAGIC进行仿真模拟,系统地分析了双阳极磁控注入电子枪中各参数对电子注速度比和速度零散的影响,优化并设计出一支工作性能良好的0.6THz回旋管的双阳极磁控注入电子枪。4、系统地分析了单阳极磁控注入枪中各参数对电子注速度比和速度零散的影响,优化并设计出一支工作在0.35THz频率下的回旋管所需的单阳极磁控注入电子枪。
李志良, 朱敏[7]2007年在《用边界元法计算回旋管单阳极磁控注入枪》文中认为提出了以边界元法作为理论基础,分析磁控注入枪问题,推导出用边界元法计算这类问题的基本理论方程。并根据整管要求,设计了单阳极磁控注入枪。利用Fortran语言编制了一个模拟计算磁控注入枪的程序,利用计算机辅助设计,给出了电极形状、电子轨迹和电子注参量。理论分析和实际计算结果表明,利用边界元方法分析磁控注入枪是一种有效的方法,具有很好的优点,这为分析电子光学系统提供了一条有效途径。
李志良, 朱敏, 冯进军, 王峨锋, 刘本田[8]2008年在《利用边界元法设计回旋管单阳极磁控注入枪》文中指出利用边界元法编制了计算磁控注入枪的程序,并使用该程序设计和模拟一个工作在35 GHz,70 kV,10 A基波回旋放大器的单阳极磁控注入枪,得到较好的计算结果。并给出了工作电压、磁场分布对电子束性能的影响。结果表明,边界元法在分析磁控注入枪系统和回旋器件电子光学方面是一种非常有效的方法。
李志良, 冯进军, 王峨锋, 刘本田, 钱丽军[9]2009年在《回旋管双阳极磁控注入枪的边界元法计算》文中研究表明根据边界元法建立物理与数学模型,编制了计算磁控注入枪的程序。使用该程序设计和模拟一个工作在35 GHz,70 kV,10 A基波回旋行波管放大器的双阳极磁控注入枪,获得较好的模拟结果。并对电子注在不同工作电压和磁场下的质量进行了分析计算。计算表明,边界元法在分析回旋器件电子光学方面是一种非常有效的方法。
参考文献：
[1]. 回旋管磁控注入枪（MIG）的初始设计与优化[D]. 王丽. 电子科技大学. 2002
[2]. 回旋管中磁控注入枪的研究与设计[D]. 董爱香. 电子科技大学. 2006
[3]. 回旋速调管中的电子枪的设计[D]. 吴浠桥. 电子科技大学. 2006
[4]. 8mm回旋速调管放大器双阳极磁控注入电子枪的研究[D]. 蒲友雷. 电子科技大学. 2006
[5]. 回旋管电子枪设计与研究[D]. 杨轶. 电子科技大学. 2013
[6]. 大功率太赫兹回旋管电子枪的研究[D]. 李苍龙. 电子科技大学. 2014
[7]. 用边界元法计算回旋管单阳极磁控注入枪[J]. 李志良, 朱敏. 真空电子技术. 2007
[8]. 利用边界元法设计回旋管单阳极磁控注入枪[J]. 李志良, 朱敏, 冯进军, 王峨锋, 刘本田. 中国电子科学研究院学报. 2008
[9]. 回旋管双阳极磁控注入枪的边界元法计算[J]. 李志良, 冯进军, 王峨锋, 刘本田, 钱丽军. 强激光与粒子束. 2009