帶狀注電子槍的研究.pdf

1、隨著電子對(duì)抗、衛(wèi)星通信、深空探測(cè)等對(duì)高功率毫米波及THz器件的迫切需求，人們就迫切需要尋求一種高亮度大電流的電子注源，而帶狀電子注就是其中最為重要的一種。與傳統(tǒng)的柱狀和管狀電子注相比，在更高頻電真空器件中使用帶狀電子注具有很多的優(yōu)點(diǎn)：首先，帶狀注寬度可以無(wú)限延展，也就是說(shuō)，理論上只要我們需要，我們可以無(wú)限制的增加帶狀注的電流，從而使器件可以有更高的功率。而對(duì)于環(huán)形和圓柱形電子注來(lái)說(shuō)，由于空間電荷力的影響，電子注密度并不能無(wú)限增加，功率也

2、就受到一定的限制；另外，在更高的頻率下，波長(zhǎng)短，傳統(tǒng)的單模工作的圓柱慢波結(jié)構(gòu)由于尺寸過(guò)小難以加工，而采用帶狀電子注可以采用平板狀的慢波結(jié)構(gòu)，利于加工。為此，本文對(duì)帶狀注電子槍進(jìn)行了研究。 本文從動(dòng)力學(xué)原理和皮爾斯電子槍的原理出發(fā)，采用浸沒(méi)式聚焦磁場(chǎng)，對(duì)小型帶狀注電子槍的基本原理和設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了分析。 采用二維和三維粒子模擬技術(shù)對(duì)電子槍進(jìn)行了仿真，分別研究了電子槍的軸向磁場(chǎng)、極間距離、覆蓋層厚度和極問(wèn)電壓對(duì)電子注傳輸特性的

3、影響。模擬結(jié)果表明：強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)帶狀電子注的成形起到很重要的作用，它可以減低電子注的脈動(dòng)振幅和脈動(dòng)波長(zhǎng)，并可以有效的抑制電子注的變形和扭曲；陰極覆蓋層的存在解決了電子槍微小陰極的設(shè)計(jì)和加工問(wèn)題，對(duì)覆蓋層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)后使得電子在射出陰極表面后基本保持水平的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；電極間距的增加，有利于減小電子注的脈動(dòng)振幅，也有利于電子注的成形，但同時(shí)也減小了電子注電流；電極電壓的增加，可以增加電子槍的輸出電流，但是加大了電子注的脈動(dòng)波長(zhǎng)和振幅，同時(shí)也加大