北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
给出了描述高功率微波脉冲大气非线性传输及微波大气等离子体特征演化的方程组，并在以微波群速度运动的局域坐标系下完成程序编制。据此模拟分析了高功率微波大气长程非线性传输及自产生大气等离子体的基本物理过程，给出了在击穿建立过程中，电子数密度增长与电子温度升高之间的关系。模拟结果表明: 由于大气层中本底自由电子数密度较低，高功率微波脉冲到达时会迅速地将大气中现有的自由电子加热至平衡温度，与之相比导致电子数密度雪崩式增长的击穿过程要缓慢得多，而且随着击穿过程的开始电子温度会从平衡温度快速下降。
微波 大气击穿 电子温度 电子密度 大气等离子体 high power microwave breakdown electron temperature electron density air plasma 强激光与粒子束
2014, 26(4): 043005
北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
为克服全电磁粒子模拟(PIC)程序不利于优化设计的弱点,提高高功率微波器件的优化设计水平,将遗传算法与全电磁粒子模拟算法有机融合,研制出二维全电磁粒子模拟并行优化程序。据此对高功率微波源器件--两个波段的磁绝缘线振荡器(MILO): C-MILO和L-MILO进行优化设计。在输入功率不变的条件下,原C-MILO效率为10.8%,经优化后效率为15.4%; 原L-MILO效率为12.6%,经优化后效率为17.7%。由此得出,两类MILO模型经优化后在输入功率基本不变的情况下输出功率和效率都有很大程度的提高,且模型几何参数合理,物理图像正确。
遗传算法 PIC程序 高功率微波器件 磁绝缘线振荡器 优化设计 genetic algorithm PIC code high power microwave sources magnetically insulated transmission line oscillato optimization design 强激光与粒子束
2014, 26(4): 043004
综合两种现有磁绝缘线振荡器的优点,对器件进行改进,将双渐变结构、轭流片和阻抗渐变三种增大功率的机制综合考虑,利用二维半全电磁PIC程序进行数值模拟,设计了一种新的改进型磁绝缘线振荡器,当外加电压为550kV,电流为35kA左右时,在L波段获得了6GW的峰值输出功率.
磁绝缘线振荡器 双渐变结构 阻抗渐变 轭流片 Magnetically insulated transmission line oscillato Double tapered structure Impedance transition mechanism Choke 强激光与粒子束
2003, 15(12): 1220
