回旋管磁控注入電子槍的設(shè)計(jì).pdf

1、回旋管在毫米、亞毫米波段卓越的放大和振蕩性能，使其在雷達(dá)、電子戰(zhàn)、等離子加熱、受控?zé)岷司圩?、高能物理、新型材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。回旋電子束的質(zhì)量直接影響到回旋管的效率。隨著回旋器件向高頻發(fā)展，小回旋電子束的穩(wěn)定性，嚴(yán)重的影響互作用效率，且高次諧波與小回旋電子束相互作用，存在模式競爭問題，使其不能有效工作。大回旋電子束在圓波導(dǎo)只能激化回旋諧波數(shù)等于角向指數(shù)的模式，使模式競爭得到抑制，模式選擇得到了增強(qiáng)，互作用效率得到了提高。國內(nèi)外不少

2、科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行大回旋電子束相關(guān)研究，但對如何有效的減小速度零散，以得到高質(zhì)量的大回旋電子束未見報(bào)道。高質(zhì)量的電子束也是大多通過優(yōu)化電子槍結(jié)構(gòu)和磁場分布得到。
　　根據(jù)電子在靜電場、磁場中的運(yùn)動方程，提出了一種大回旋電子槍的磁場設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)的磁場可以有效減小電子束徑向速度，降低電子束速度零散。根據(jù)設(shè)計(jì)的電子槍結(jié)構(gòu)和磁場，數(shù)值模擬單電子運(yùn)動，得到較小徑向速度波動和速度比波動的單電子運(yùn)動軌跡。PIC仿真，電流1.5A能量30keV的電子

3、束在電子槍中的大回旋運(yùn)動。得到的大回旋電子束，速度比約為2~2.4，θ方向速度零散小于4％，z方向速度零散小于12%。并分析了徑向速度波動對切向零散的影響及陰極寬度對速度零散的影響。
　　用類似大回旋電子槍的磁場設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)小回旋電子槍磁場。設(shè)計(jì)的磁場可以準(zhǔn)確的控制電子徑向加速度，增加電子徑向速度。根據(jù)設(shè)計(jì)的電子槍結(jié)構(gòu)和磁場，數(shù)值模擬單電子小回旋運(yùn)動，PIC仿真電子束小回旋運(yùn)動，并得到滿足設(shè)計(jì)要求的結(jié)果。分析切向速度與電子回旋半