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回旋管电子枪CAD

王华军  
【摘要】: 回旋管是一种重要的新型毫米波器件,具有高平均功率、高脉 冲功率等特点,它在毫米波雷达、通信及电子对抗、受控核聚变、 等离子体加热、工业加工等方面有着十分重要的应用前景。作为回 旋管电子枪是回旋管的重要部份。它提供的电子注质量是获得回旋 管高性能的关键。因此,具有重要的研究价值,在国际上受到高度 重视和深入研究。目前国内在方面研究较少。在这种背景下,本论 文工作在信息产业部电科院预研项目“九.五”重点课题和“863计 划”的资助下,对电子光学系统作了全面深入的研究,并对几种电 子枪进行了设计和编制了CAD程序。本论文的主要工作和贡献在 于: 1、研究和建立了旋转轴对称系统中产生电子注的静电场、静磁 场的物理模型和物理方程,电子在静电磁场的作用下的,考虑相对 论效应时的,电子运动规律、电子运动方程和电子轨迹方程。 2、研究了求解静电场、静磁场、拉普拉斯方程、泊松方程、电 子运动方程以及电子轨迹方程的方法。建立了求解静电场、静磁场、 拉普拉斯方程、泊松方程、电子运动方程以及电子轨迹方程的数学 模型和数值求解方法。研究了空间电荷的求解方法。研究、分析计 算和分析讨论了各种数学模型及其各种计算方法。并对数学模型及 计算方法进行了直接或间接地验证。 3、国内首次研究和设计了回旋管单阳极磁控注入电子枪。编制 中文摘要 和发展了回旋管单阳极磁控注入电子枪的大型模拟程序和设计程 序,创建了一种新型的、灵活的阴极区处理方法和计算方法。在回 旋管单阳极磁控注入电子枪设计中有许多创新之处(如边界的处理、 空间电荷的计算、电子轨迹的计算和模拟过程的屏幕动态显示等 等)。对影响电子注质量的诸多因素进行了模拟计算和分析讨论。为 工作在 HSI—H52模式下的 82ID永磁包装回旋管设计了一把具有小速度零 散、层流性好、高质量的回旋管单阳极磁控注入电子枪,此枪己用 于制管实验中。 4、编制和发展了回旋管双阳极磁控注入电子枪的大型模拟程序 和设计程序。在回旋管双阳极磁控注入电子枪设计中和程序设计中 有许多创新之处。其设计的结果具有小速度零散、层流性好、高质 量的电子注,此回旋管双阳极磁控注人电子枪已应用子制管实验中。 并对计算结果进行了分析讨论。 5、探索和研究了大回旋电子枪的设计、模拟计算方法。创造和 发展了大回旋电子枪的模拟和设计程序。创造性地探索出了一种计 算磁场的方法。在诸如阴极区处理、边界的处理、空间电荷的计算、 电子轨迹的计算和模拟过程的屏幕动态显示等方面均有创新之处。 对设计的结果进行了可靠论证。


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