根据拉格朗日方程对电子在平滑会切磁场中的径向波动与速度零散的关系进行讨论。运用Matlab, Magic软件相互结合的方法设计电子枪结构和磁场。用Matlab程序模拟单电子在给定电场、磁场中的运动, 分析了单电子径向速度对零散的影响, 并优化磁场分布。设计的磁场可以有效地减小单电子束径向速度, 降低电子束速度零散。用Magic软件对电流为1 A、能量为30 keV的电子束在优化磁场中的运动进行仿真, 得到的电子束速度比约为2, 速度零散小于2.5%, 轴向速度零散小于8.5%。
大回旋电子束 会切电子枪 速度零散 会切磁场 回旋行波管 large-orbit axis-encircling beam cusp electron gun velocity spread cusp magnetic field gyro-traveling-wave tube
对大回旋半径电子枪的渐变线圈磁场进行了设计, 采用3个线圈实现所需要的渐变磁场分布, 增加了线圈磁场系统的调节能力, 理论和计算机仿真的磁场分布结果符合得很好。将实现的渐变磁场分布同给定的静电场分布相结合, 通过求解带电粒子的运动方程得到了粒子轨迹, 在此基础上建立大回旋半径电子枪的3维粒子仿真模型, 在给定静电场分布条件下分析了3个线圈安匝数对电子束参数的影响, 完成了工作电压为40 kV、工作电流为1 A的大回旋半径电子枪的参数优化, 得到了横纵速度比为1.4～2.5, 纵向速度离散小于8%(横纵速度比为1.9时)的大回旋半径电子束。
大回旋电子束 电子枪 渐变磁场 线圈 axis-encircling large-orbit electron beam electron gun smooth magnetic field coils
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
通过对回旋电子束形成的电位和电场分布，推导出电子束横纵速度比测量的计算式。提出将电子束作传输线内导体等效，采用陶瓷电容分压器来测量速度比的方法。介绍了该测量装置的设计和加工工艺，及陶瓷电容分压器的标定方法和结果分析，并介绍了初步的原理性实验结果。该测试方法装置简单,测试电子束横纵速度比时不会破坏电子束的特性,能够做到在回旋管运行时在线测量,实时监测电子束质量。
回旋电子束 速度比 回旋管 测试 陶瓷电容分压器 gyrotron electron beam velocity ratio gyrotron measurement ceramic capacitance divider
中国科学院,西安光学与精密机械研究所,瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安,710119
利用电子束轰击快响应荧光屏获得电子束横截面图像的方法,对100 keV大回旋轨道空心电子束(Cusp电子束)在横截面上的束轮廓及电荷密度分布进行了测量,计算出回旋电子束半径、螺旋角等参数,并与相同条件下的计算机数值模拟结果进行了对比和分析.测量结果表明初始磁场强度从0.003 5 T增加到0.008 2 T时,电子束的拉莫半径从3.2 mm增加到3.9 mm,螺旋角从0.7增加到1.0,满足使用此电子束的回旋行波放大器的调试需求.
回旋电子束 回旋管 电子束半径 螺旋角 CSDA射程
1 中国科学院,电子学研究所,北京,100080
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
分析了Ka波段二次谐波回旋行波管双磁会切电子枪的理论模型,计算了电子枪的设计参数;采用EGUN软件进行模拟,设计出了产生大回旋电子束的双磁会切电子枪.该枪电压为70kV,电流为3.35A,电子束横纵速度比为1.62,速度零散为4.2%.给出了电子束速度比、速度零散沿轴线的分布,进而讨论了阳极电压对电子束性能的影响,结果表明选择适当的阳极电压和阴极磁场对得到好的电子束参量作用明显.
高功率微波 大回旋电子束 双磁会切 电子枪 回旋管行波管放大器
1 四川大学 应用物理系,四川 成都,610065
2 电子科技大学 物理电子学院,四川 成都,610054
3 核工业西南物理研究院,四川 成都,610041
研究了离子通道回旋电子束脉塞(ICECM)中的等离子体波非线性效应.利用流体理论与自洽非线性理论方法对ICECM中等离子体波效应的微观机理进行了分析.研究发现,等离子体波加强了电子束的纵向群聚,束-波互作用的能量交换效率及系统增益得到明显提高.数值模拟计算表明,对于中等等离子体密度、1.5kA电流和1MV加速电压的电子束,系统能够获得的脉冲功率和频率分别为200MW和280GHz的毫米波束.
回旋电子束脉塞(ICECM) 等离子体 脉塞 流体理论 非线性理论 Ion channel electron beam cyclotron maser （ICECM Plasma Maser Fluid theory Nonlinear theory
