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
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
