回旋管電子槍設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、高功率毫米波源是包括以相對(duì)論質(zhì)量效應(yīng)為基礎(chǔ)的電子回旋脈塞器件（回旋管）?；匦茏鳛槟壳案吖β屎撩撞ㄔ吹氖走x器件，能夠在毫米波段和亞毫米波段產(chǎn)生高平均功率，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)別的器件，于此同時(shí)可以應(yīng)用在很多個(gè)不同的領(lǐng)域，發(fā)展比較成熟，例如等離子體加熱、材料處理、非致命性武器、電子回旋加速等，在應(yīng)用前景上是非?？春玫?。ITER，即國(guó)際熱核聚變計(jì)劃，電子回旋共振加熱系統(tǒng)（ECRH）是等離子體主要輔助加熱方式之一,其采用170GHz大功率回旋管作為微

2、波源。與此同時(shí)，在94GHz的回旋管的基礎(chǔ)上，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）利用94GHz的回旋管作為功率源，研制一種基于“主動(dòng)拒止技術(shù)”（Active Denial Technology，ADT）的毫米波非致命武器系統(tǒng)，它利用高能量毫米波束被目標(biāo)(人員)表層皮膚吸收從而產(chǎn)生短期劇烈的疼痛，使敵方人員失去戰(zhàn)斗力，這種波束是波長(zhǎng)很短的毫米波波束(3mm波段)。進(jìn)而可以設(shè)想，利用毫米波波束窄，能量高而集中的特點(diǎn)，可以做成有效的電磁波輻射武器

3、，對(duì)空間目標(biāo)(例如衛(wèi)星系統(tǒng))的電子信息系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)力干擾甚至造成某種程度的破壞。然而將3mm波段的高功率發(fā)射系統(tǒng)作為毫米波大氣窗口的相關(guān)研究工作目前在國(guó)內(nèi)仍急需進(jìn)一步的進(jìn)行。
　　本文著重對(duì)產(chǎn)生回旋電子注的雙陽(yáng)極170GHz磁控注入槍、單陽(yáng)極94GHz磁控注入槍進(jìn)行研究，主要使用 EGUN軟件進(jìn)行模擬計(jì)算，對(duì)影響螺旋電子注性能的各個(gè)因素進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)值模擬。由于雙陽(yáng)極磁控注入電子槍有一個(gè)調(diào)制陽(yáng)極，便于調(diào)制電子橫縱速度比，容易產(chǎn)生速度

4、比較大、速度零散較小的電子注，缺點(diǎn)是工作時(shí)需要兩臺(tái)高壓調(diào)制器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于實(shí)際使用。單陽(yáng)極磁控注入電子槍具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，工作時(shí)僅需要一臺(tái)高壓調(diào)制器，便于實(shí)際應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是在較大的工作電流情況下，其產(chǎn)生的電子注軸向速度零散大，電子速度比通常較小，且難以調(diào)節(jié)。因此，本文分兩章分別對(duì)兩種電子槍做具體研究，工作主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容：
　　1、對(duì)計(jì)算電子軌跡的數(shù)值模擬程序 EGUN的工作原理及程序的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的分析和了解，闡