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回旋管磁控注入枪(MIG)的初始设计与优化

王丽  
【摘要】: 回旋管在毫米波,亚毫米波波段的诱人应用前景,推动了回旋管的发展,使回旋管的研究开发在国际上受到高度重视。美国、俄罗斯、德国、法国、瑞士、英国及日本等国在回旋管的研究与开发方面都投入了大量人力物力,中国自70年代木开始也一直在进行跟踪研究。微波器件的发展与它应用的开拓是相辅相成紧密相连的。应用的需求使更高功率回旋管成为发展的目标,作为提供与电磁波产生注波互作用的电子注的磁控注入枪的研究也随之得到高度的重视。本文结合“十·五”计划的科研项目,着重对产生小回旋电子注的单、双阳极磁控注入枪进行研究。本文的数值模拟结果是在使用国外较成熟的电子枪数值模拟程序——EGUN及自编的应用程序的基础上共同完成的。本文对影响螺旋电子注性能的各个因素进行了详细的数值模拟并得到了一系列的有指导意义的结论,为高功率回旋速调管的设计提供了理论依据与技术保障。 主要工作如下: ● 对用于计算电子轨迹的数值模拟程序ECUN的工作原理及程序的操作进行了详细的分析与了解。对电子光学系统的基本理论与计算方法进行了详细的阐述。 ● 对用于磁控注入枪的初始设计及磁控注入枪的优化进行了详细的了解与理论分析。首先对电子枪初始设计方程的推导做了详细的阐释,在此基础上,对电子枪的优化方法,电子枪的拓展应用及影响电子注速度零散的因素进行了详细的论述。 ● 对单、双阳极磁控注入枪的初始设计与优化做了详细的数值模拟与研究,得到了一系列有意义的结论。研究表明,对单阳极磁控注入枪而言,要得到性能优良的电子注除了从改变电子枪的几何结构入手外,还可以采用改变外部磁场的方法。对于双阳极磁控注入枪而言,除了以上提出的方法外还可以通过改变控制阳极电压及控制阳极与第二阳极之间距离的方法来改善电子注的性能。


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