检索结果-内蒙古大学图书馆

强激光与粒子束 2012年第4期24卷 968-970页

作者：宋玮霍少飞史彦超邓煜群孙钧西北核技术研究所高功率微波技术重点实验室西安710024

研究了一种齿状阴极的电子束产生传输过程以及对相对论返波管振荡器产生高功率微波的影响。基于SINUS881加速器,利用束流轰击金属靶观测齿状阴极产生电子束在不同轴向位置上的角向分布,并开展了基于环形阴极和齿状阴极的X波段相对论返... 详细信息

研究了一种齿状阴极的电子束产生传输过程以及对相对论返波管振荡器产生高功率微波的影响。基于SINUS881加速器,利用束流轰击金属靶观测齿状阴极产生电子束在不同轴向位置上的角向分布,并开展了基于环形阴极和齿状阴极的X波段相对论返波管振荡器的实验研究。对不同齿数及尺寸对电子束流特性、器件输出微波功率和脉冲宽度的影响进行了分析。实验结果表明:当阴极的齿数增加到一定数量时,电子束的横向运动使得电子束在径向逐渐趋于分布均匀;与均匀环形阴极的打靶结果近似,此时,电子束对于相对论返波管振荡器产生微波的功率和脉宽影响不大。

关键词：高功率微波相对论返波管振荡器强流相对论电子束齿状阴极

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S波段低磁场高效率相对论返波管振荡器研究

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物理学报 2019年第19期68卷 79-85页

作者：吴洋周自刚中国工程物理研究院应用电子学研究所绵阳621900 西南科技大学理学院绵阳621010

针对传统相对论返波管振荡器低磁场工作束波转换效率较低的问题,本文提出并研究了一种带中间调制腔链及 TM02 模式提取腔的相对论返波管模型:中间调制腔链用于进一步群聚电子束,提高电子束的基波调制深度;TM02 模式的提取腔用于提高返... 详细信息

针对传统相对论返波管振荡器低磁场工作束波转换效率较低的问题,本文提出并研究了一种带中间调制腔链及 TM02 模式提取腔的相对论返波管模型:中间调制腔链用于进一步群聚电子束,提高电子束的基波调制深度;TM02 模式的提取腔用于提高返波管的 Q 值,增强提取腔中的驻波电场;漂移段用于调节电子束在调制腔链中的群聚相位和提取腔中的换能相位.在此基础上,设计了一个 S 波段高效率相对论返波管振荡器,器件输出微波功率 4.2 GW,频率 2.38 GHz,束波转换效率达到 50%,引导磁场强度 0.7 T.

关键词：相对论返波管振荡器低磁场调制电子束调制腔

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电子束在相对论返波管振荡器收集极上的能量沉积

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强激光与粒子束 2015年第12期27卷 144-150页

作者：张良马腾跃杨宁胡攀宋玮梁玉钦西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

在圆周对称的磁场作用下,环形电子束以一定角度轰击在圆柱面的相对论返波管振荡器(RBWO)收集极上并将能量沉积其中,采用蒙特卡罗程序FLUKA,建立了电子的能量沉积分布计算模型,研究了电子能量沉积分布规律;建立了背散射电子的运动模型,... 详细信息

在圆周对称的磁场作用下,环形电子束以一定角度轰击在圆柱面的相对论返波管振荡器(RBWO)收集极上并将能量沉积其中,采用蒙特卡罗程序FLUKA,建立了电子的能量沉积分布计算模型,研究了电子能量沉积分布规律;建立了背散射电子的运动模型,模拟了磁场作用下背散射电子的运动轨迹;研究了圆周对称径向磁场的近似方法。研究结果表明:随着磁场强度的增大,最大能量沉积密度增大,背散射电子在更靠近电子束入射区域的位置再次入射并沉积能量,且可能形成一个新的能量沉积峰值。在磁场强度较大时,采用单向的径向磁场即可较好地计算圆周对称径向磁场下背散射电子的能量沉积分布。

关键词：相对论返波管振荡器能量沉积 FLUKA 背散射电子圆周对称磁场

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带双腔反射器的X波段低磁场过模相对论返波管振荡器

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强激光与粒子束 2024年第3期36卷 59-64页

作者：左靖凡李士锋吴洋黄华孙利民宋法伦中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院研究生院四川绵阳621900

提出了一种X波段过模低磁场高效率相对论返波管振荡器(RBWO),其主要结构包括一个双谐振腔反射器、一个周期性慢波结构和一个插入式同轴内导体模式选择器。该RBWO采用了过模结构,较大的过模比带来了更高的功率容量。慢波结构分为空心与... 详细信息

提出了一种X波段过模低磁场高效率相对论返波管振荡器(RBWO),其主要结构包括一个双谐振腔反射器、一个周期性慢波结构和一个插入式同轴内导体模式选择器。该RBWO采用了过模结构,较大的过模比带来了更高的功率容量。慢波结构分为空心与同轴两部分,插入同轴避免了高阶模式的竞争,使两段慢波结构分别工作在TM_(02)和同轴TM_(01)模式下。同时,插入同轴还起着模式转换的功能,将TM_(02)转化为TM_(01),最终在输出波导中输出纯TM_(01)模式。双谐振腔反射器使慢波结构在过模条件下与二极管区域能够实现良好隔离,同时为电子束提供足够的预调制,实现在低磁场下较高的微波转化效率。利用粒子模拟仿真对器件进行优化设计,在二极管电压850 kV、束流11.74 kA、引导磁场0.63 T的条件下,获得了3.5 GW的微波输出功率,微波中心频率为9.46 GHz,转换效率约为35%。

关键词：高功率微波相对论返波管振荡器过模谐振腔反射器模式选择

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相对论返波管振荡器齿状阴极

相对论返波管振荡器齿状阴极

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第2届全国脉冲功率会议

作者：宋玮霍少飞史彦超邓煜群孙钧西北核技术研究所高功率微波技术重点实验室，西安 710024

研究了一种齿状阴极的电子束产生传输过程以及对相对论返波管振荡器产生高功率微波的影响。基于SINUS881加速器，利用束流轰击金属靶观测齿状阴极产生电子束在不同轴向位置上的角向分布，并开展了基于环形阴极和齿状阴极的X波段相对论... 详细信息

研究了一种齿状阴极的电子束产生传输过程以及对相对论返波管振荡器产生高功率微波的影响。基于SINUS881加速器，利用束流轰击金属靶观测齿状阴极产生电子束在不同轴向位置上的角向分布，并开展了基于环形阴极和齿状阴极的X波段相对论返波管振荡器的实验研究。对不同齿数及尺寸对电子束流特性、器件输出微波功率和脉冲宽度的影响进行了分析。实验结果表明：当阴极的齿数增加到一定数量时，电子束的横向运动使得电子束在径向逐渐趋于分布均匀;与均匀环形阴极的打靶结果近似，此时，电子束对于相对论返波管振荡器产生微波的功率和脉宽影响不大。

关键词：相对论返波管振荡器电子束阴极属性微波功率脉冲响应

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一种GW级3.2cm相对论返波管振荡器的数值模拟

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微波学报 2006年第B06期22卷 166-169页

作者：马乔生孟凡宝常安碧周传明中国工程物理研究院应用电子学研究所绵阳621900 中国工程物理研究院绵阳621900

提出了一种3.2cm的相对论返波管振荡器,并利用2.5维粒子模拟软件KARAT研究了引导磁场强度、电子能量、电子束环平均半径、电子束环厚度对输出微波的影响。最后,在电子束为环形电子束(电子束束环平均半径为0.95cm,束环厚度为1mm)、电子... 详细信息

提出了一种3.2cm的相对论返波管振荡器,并利用2.5维粒子模拟软件KARAT研究了引导磁场强度、电子能量、电子束环平均半径、电子束环厚度对输出微波的影响。最后,在电子束为环形电子束(电子束束环平均半径为0.95cm,束环厚度为1mm)、电子束束压为900kV、电子束束流为6.7kA、引导磁场为3.2T时,得到了1.2GW的微波输出。

关键词：相对论返波管振荡器粒子模拟引导磁场电子束

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S波段低磁场相对论返波管振荡器研究

S波段低磁场相对论返波管振荡器研究

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作者：江佩洁中国工程物理研究院

学位级别：硕士

相对论返波管振荡器(relativistic backward wave oscillator,RBWO)因具有高功率、高效率等优点,是当前最具潜力的高功率微波(high power microwave,HPM)器件之一。然而RBWO要求的引导磁场强度较高,这一缺点极大地阻碍了以RBWO为微波源... 详细信息

相对论返波管振荡器(relativistic backward wave oscillator,RBWO)因具有高功率、高效率等优点,是当前最具潜力的高功率微波(high power microwave,HPM)器件之一。然而RBWO要求的引导磁场强度较高,这一缺点极大地阻碍了以RBWO为微波源的HPM系统的小型化和实用化。为了降低器件所需的引导磁场强度,本论文对S波段低磁场RBWO进行了理论分析、粒子模拟和实验研究,并对该RBWO的配套小型磁场开展了研究。论文首先对相对论返波管振荡器的回旋共振吸收效应进行了理论分析,从回旋共振同步条件推导出发生电子回旋共振吸收的引导磁场强度。随后通过器件中电子分布函数及其微扰项所满足的方程出发,推导出相对论返波管振荡器中输出微波功率随引导磁场强度的变化。在发生电子回旋共振吸收的引导磁场强度下,器件输出微波功率为零,以此为分界,RBWO的工作区域被划分为低磁场区和高磁场区。本论文所研究的RBWO工作在低磁场区域。其次,论文对低磁场条件下S波段RBWO进行了粒子模拟研究。在粒子模拟中增大电子束与器件内壁间距,解决了低磁场强度下的电子束传输问题。通过设计特殊慢波结构,使电子束在离慢波结构表面较远时仍能保持较高的束波互作用效率。慢波结构分为两段,前段周期长度较大,波纹深度较浅,保证了慢波结构的结构波相速与电子束速度同步,实现电子束的调制;后段慢波结构是电子换能的主要区域,其周期长度较短,波纹深度较深,降低了慢波结构的结构波相速,提高了束波互作用阻抗。通过粒子模拟优化了 RBWO的结构参数并确定了引导磁场强度,在0.17T的低引导磁场条件下,利用电压507kV、电流6.7kA的强流相对论电子束,获得了功率770MW,效率23%,频率2.84GHz的模拟输出微波。随后在超导磁体上开展了 S波段低磁场RBWO原理验证实验。在引导磁场0.17T,束压510kV、束流6.9kA的条件下,获得了脉宽47ns,功率722MW,频率2.84GHz,效率20%的单次脉冲微波输出。在相同的引导磁场条件下以10Hz的重复频率进行实验,获得了平均功率679MW的10Hz重频微波输出。最后针对本论文的S波段低磁场RBWO尺寸及其所需的磁场强度进行配套磁场小型化研究。相较于普通S波段RBWO所需的磁场,该配套螺线管磁场的外半径下降了20%,耗能下降了 92.1%。

关键词：高功率微波相对论返波管振荡器低引导磁场特殊慢波结构电子回旋共振

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X波段锁相相对论返波管振荡器的模式控制

X波段锁相相对论返波管振荡器的模式控制

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2016真空电子学分会第二十届学术年会

作者：吴洋李正红马乔生中国工程物理研究院应用电子学研究所高功率微波技术重点实验室

为实现高频段高功率微波的相干功率合成,本文开展了自激振荡对X波段锁相相对论返波管振荡器工作特性影响的粒子模拟和实验研究,TM11模式的激励以及TE11模式在谐振腔之间的耦合是导致器件自激振荡的主要原因。在有效控制TM11模式激励的... 详细信息

为实现高频段高功率微波的相干功率合成,本文开展了自激振荡对X波段锁相相对论返波管振荡器工作特性影响的粒子模拟和实验研究,TM11模式的激励以及TE11模式在谐振腔之间的耦合是导致器件自激振荡的主要原因。在有效控制TM11模式激励的情况下,实验实现锁相RBWO的模式控制。

关键词：锁相相对论返波管振荡器模式控制功率合成

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X波段锁相相对论返波管振荡器的模式控制

X波段锁相相对论返波管振荡器的模式控制

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中国电子学会真空电子学分会第二十届学术年会

作者：吴洋李正红马乔生中国工程物理研究院应用电子学研究所绵阳621900 高功率微波技术重点实验室绵阳621900 中国工程物理研究院应用电子学研究所绵阳621900

为实现高频段高功率微波的相干功率合成,本文开展了自激振荡对X波段锁相相对论返波管振荡器工作特性影响的粒子模拟和实验研究,TM11模式的激励以及TE11模式在谐振腔之间的耦合是导致器件自激振荡的主要原因.在有效控制TM11模式激励的情... 详细信息

为实现高频段高功率微波的相干功率合成,本文开展了自激振荡对X波段锁相相对论返波管振荡器工作特性影响的粒子模拟和实验研究,TM11模式的激励以及TE11模式在谐振腔之间的耦合是导致器件自激振荡的主要原因.在有效控制TM11模式激励的情况下,实验实现锁相RBWO的模式控制.

关键词：相对论返波管振荡器调制锁相模式控制相干功率合成

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锁频锁相的高功率微波器件技术研究

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物理学报 2018年第8期67卷 1-9页

作者：黄华吴洋刘振帮袁欢何琥李乐乐李正红金晓马弘舸中国工程物理研究院应用电子学研究所高功率微波技术重点实验室绵阳621900

综述了中国工程物理研究院应用电子学研究所锁频锁相的高功率微波器件最新研究成果,主要包括稳频稳相的相对论速调管放大器和注入锁相的相对论返波管振荡器.针对高功率长脉冲相对论速调管研究中遇到的问题,介绍了该放大器的束波互作用... 详细信息

综述了中国工程物理研究院应用电子学研究所锁频锁相的高功率微波器件最新研究成果,主要包括稳频稳相的相对论速调管放大器和注入锁相的相对论返波管振荡器.针对高功率长脉冲相对论速调管研究中遇到的问题,介绍了该放大器的束波互作用特点、杂频振荡抑制、脉冲缩短、高频段高功率运行、高增益等物理、设计与实验中的关键技术研究概况,使其功率、相位稳定性、增益等性能有了显著提高,S波段环形单注相对论速调管实现了高功率稳相输出,重频25 Hz运行时输出功率大于1 GW,脉宽大于150 ns、相位波动18°,高增益运行时在注入微波功率数kW条件下也实现类似功率和相位水平;采用同轴多注器件结构,突破了速调管高频段运行条件下高效率电子束引入和高功率束波转换技术等难题,使X波段相对论速调管在注入功率30 kW条件下实现了功率大于1 GW的放大输出,效率为34%,相位波动为15°.在掌握相对论返波管技术的基础上,利用返波管的高效率和结构紧凑的优点,开展了注入调制电子束锁相的相对论返波管研究,采用百kW级的种子微波实现了对GW量级输出微波的相位锁定.该研究结果对功率合成、粒子加速和多功能雷达等技术具有重要的推动作用.

关键词：高功率微波锁频锁相相对论速调管放大器相对论返波管振荡器

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