电子科技大学 物理电子学院, 四川 成都 610054
设计了采用新型曲线阴极结构的W波段双阳极磁控注入电子枪,手动优化得到的电子注参数在速度比1.1时,纵向速度零散为1.84%.为了克服手动优化方法的繁琐和低效,引入了数值计算方法的优化策略,编制了基于MATLAB语言的遗传算法和模拟退火算法的优化程序,并结合二维电子光学软件EGUN对该W波段曲线阴极结构电子枪进行优化,优化得到的电子枪在保证电子注速度比1.1的情况下,纵向速度零散分别达到了0.81%和105%. 与手动优化方法相比,数值优化方法不需要设计者干预优化过程,具有自动高效的特点,且优化结果更好.
回旋行波管 W波段 磁控注入电子枪 曲线阴极 遗传算法 模拟退火算法 gyrotron traveling wave tube W-band magnetron injection gun curved emitter genetic algorithm simulated annealing algorithm
1 电子科技大学 物理电子学院, 成都 611731
2 上海海事大学 商船学院, 上海 201306
为了增加回旋管的功率, 采用双注磁控注入电子枪产生相对论电子注。与双阳极磁控注入电子枪相比, 双注磁控注入电子枪产生双束电子注, 在不影响电子注质量的基础上, 增加电子枪的电流; 电子枪产生相同电流时, 双注磁控注入电子枪电子注电流小, 电子注电子之间的空间电荷效应小, 能够降低电子注的速度零散, 提高电子注的质量。采用MAGIC软件数值模拟双注磁控注入电子枪, 设计出一支大束流、低速度零散的双注磁控注入电子枪。
回旋管 双注磁控注入电子枪 电子注 速度零散度 gyrotron double-beam magnetron injection gun electron beam velocity spread 强激光与粒子束
2014, 26(8): 083005
对真实磁场进行拟合，根据电子光学原理以及绝热压缩理论，运用EGUN软件，设计了工作模式为TE34,19的170 GHz回旋管双阳极磁控注入电子枪。最终得到的电子注速度比约为1.3，速度零散小于3%。分析了调节磁场位置、阴阳极间距、阳极间距等因素对电子注性能的影响。结果表明：电子注的速度比和速度零散对于这些影响因子的变化比较敏感,随着阴阳极间距以及阳极间距的增加，速度比逐渐减小，速度零散先减小后增大。设计的双阳极电子枪已应用于整管实验中。
回旋管 磁控注入电子枪 速度零散 速度比 gyrotron magnetron injection gun velocity spread velocity ratio
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
计算了8 mm二次谐波回旋速调管双阳极电子枪的设计参数,根据这些参数,采用EGUN软件进行模拟和优化,设计出了一只双阳极磁控注入电子枪,该枪的电子束纵横速度比为1.45,速度零散为5.4%,并讨论了电极形状、磁场分布、电流、控制极电压和第二阳极电压对电子注性能的影响,结果发现电子注对这些影响因子非常敏感,设计中应对它们进行充分优化.
回旋速调管放大器 磁控注入电子枪 纵横速度比 速度零散 Gyroklystron amplifier Magnetron injection gun Ratio of perpendicular to parallel velocity Velocity spread
