根据绝热压缩和角动量守恒理论对55 GHz双阳极磁控式注入枪进行了初始参数的设计,并利用自主研发的三维粒子模拟软件CHIPIC对其进行数值模拟,通过改变阴极半径、电子注电流、阴极磁场等参数来分析其对磁控注入式电子枪输出结果的影响。最终通过优化参数和综合因素的考虑,得到了横纵速度比为1.44、最大速度零散为5.8%的高性能电子束,能够很好满足55 GHz回旋振荡管对电子束的要求。
双阳极磁控注入式电子枪 全三维的数值模拟 横纵速度比 速度零散 double anode magnetron injection gun 3D numerical simulation ratio of transverse velocity to axial velocity velocity spread 强激光与粒子束
2014, 26(12): 123003
基于trade-off平衡方程组得到35 GHz双阳极磁控注入式电子枪的初始参数，通过编程对其主要参数进行优化设计，并经由自主研发的PIC粒子模拟软件CHIPIC中的电子枪计算模块对其进行全三维的数值模拟研究，最终获得了具有横纵速度比为1.5，最大速度零散约为5.4%的高性能电子枪，能够很好地满足35 GHz-100 kW回旋振荡管对电子束的要求。
trade-off平衡方程组 双阳极磁控注入式电子枪 全三维的数值模拟 横纵速度比 速度零散 trade-off equations double anode magnetron injection gun 3D numerical simulation ratio of transverse velocity to axial velocity velocity spread 强激光与粒子束
2014, 26(1): 013001
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生部, 四川 绵阳 621900
根据0.14 THz共焦波导回旋行波管对电子枪的要求, 完成了双阳极磁控注入电子枪的设计。使用PIC软件对理论设计得到的结构参数进行了模拟优化, 最终得到该枪的电子注横纵速度比为0.75, 纵向速度零散1.33%。讨论了电极形状、阴极磁场、控制极电压及发射电流对电子注性能的影响, 结果表明, 设计过程中应对它们进行充分的优化。
太赫兹 回旋行波管 双阳极磁控注入枪 横纵速度比 速度零散 terahertz gyro-travelling-wave tube double-anode magnetic injection gun horizontal-to-vertical velocity ratio velocity spread
根据94 GHz回旋振荡管对电子束的需求，在理论分析电子枪工作原理的基础上通过大量编程对94 GHz单阳极磁控注入式电子枪的一系列参数进行了初始设计,基于粒子模拟软件CHIPIC开发了专门针对磁控注入式电子枪的计算模块并对其进行了数值模拟。模拟结果显示：该枪的电子束横纵速度比为1.42、速度零散为4.6%，符合回旋振荡管对电子注的要求。
回旋振荡管 磁控注入式电子枪 横纵速度比 速度零散 gyrotron oscillator magnetron injection gun transverse to axial velocity ratio velocity spread
根据8 mm回旋速调管放大器对双阳极磁控注入电子枪的要求,分析了电极形状、阳极电压、磁场、注电流对电子注横纵速度比和速度零散的影响,并进行了粒子模拟.分析表明:这些因素可归根为电场和磁场的作用,阴极附近高的电场有助于提高横纵速度比和降低速度零散;而高的磁场及低的磁压缩比将降低横纵速度比,但对速度零散影响无明显规律.在此基础上通过优化电极形状、磁场分布、电流、第一阳极电压和第二阳极电压,模拟并试制出工作电压65 kV、电流12 A、磁场1.4 T的双阳极电子枪,得到的横纵速度比值为1.4,横向速度零散为4.5%, 为8 mm回旋速调管提供了稳定高质量的电子注.
高功率微波 回旋速调管放大器 磁控注入电子枪 横纵速度比 速度零散
