永磁包裝可調(diào)諧相對(duì)論磁控管的研究.pdf

1、在廣泛調(diào)研了相對(duì)論磁控管（RM）研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，首先對(duì)RM的Hull截止條件和Buneman-Hartree同步條件進(jìn)行了理論分析，利用數(shù)值模擬方法得到了兩種經(jīng)典RM諧振系統(tǒng)的色散曲線，并比較了兩種經(jīng)典RM諧振系統(tǒng)的工作區(qū)域和色散特性曲線，指出10腔旭日型RM較A6型RM而言，有更寬的工作區(qū)域，同時(shí)有更好的模式隔離，更利于RM的穩(wěn)定工作。
　　在整合實(shí)驗(yàn)室已有資源的研究成果的基礎(chǔ)上，提出了世界上第一支永磁包裝可調(diào)諧相對(duì)論磁控管的

2、設(shè)計(jì)方案，對(duì)方案的可行性進(jìn)行了論證，并對(duì)永磁包裝可調(diào)諧相對(duì)論磁控管進(jìn)行了前期實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)加工了一個(gè)小腔深度可調(diào)的十腔旭日型陰極結(jié)構(gòu)，對(duì)永磁包裝下的RM調(diào)諧性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，通過(guò)改變小諧振腔深度，頻率變化范圍為2.73GHz-2.88GHz，輸出功率均大于1GW，效率在13％左右。同時(shí)進(jìn)行了10Hz重復(fù)脈沖實(shí)驗(yàn)，在10Hz重復(fù)脈沖下，永磁包裝RM取得了大于700MW的輸出功率，效率大于8%。本次實(shí)驗(yàn)是在原有的永磁裝置上進(jìn)行的，其磁場(chǎng)

3、峰值場(chǎng)強(qiáng)為5940Gs。
　　首次對(duì)磁場(chǎng)軸向不均勻性對(duì)RM性能的影響進(jìn)行了研究。首先，針對(duì)廣泛存在的磁場(chǎng)軸向不均勻性，分析了磁場(chǎng)不均勻性的來(lái)源及磁場(chǎng)各分量的空間分布，指出在軸向不均勻磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的徑向分量是很小的，可以忽略。其次，分析了電子在正交靜電場(chǎng)的軸向不均勻靜磁場(chǎng)下的運(yùn)動(dòng)軌跡，定性分析得出其必然導(dǎo)致RM模式競(jìng)爭(zhēng)加劇的結(jié)論，電子的軸向漂移會(huì)加劇這一作用。接著利用粒子模擬軟件對(duì)軸向不均勻磁場(chǎng)下的RM進(jìn)行了粒子模擬研究。粒子模擬結(jié)

4、果與前面的理論分析一致，粒子模擬結(jié)果表明，當(dāng)磁場(chǎng)軸向不均勻度小于6.9%時(shí)，RM可以正常工作。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)一定程度的磁場(chǎng)軸向不均勻性（不均勻度在4%-6%之間時(shí)）可加速RM的起振。最后對(duì)減小磁場(chǎng)軸向不均勻性對(duì)RM影響進(jìn)行了理論分析和粒子模擬研究，結(jié)果表明加長(zhǎng)陰極桿能有效抑制電子軸向漂移，從而減小磁場(chǎng)軸向不均勻性引起的模式競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí)，與理想均勻場(chǎng)下短陰極支撐桿的仿真結(jié)果相比，實(shí)驗(yàn)測(cè)不均勻磁場(chǎng)下長(zhǎng)陰極支撐桿的輸出功率的效率都增加了約11%。<