发射均匀性对X波段相对论返波管影响的数值模拟研究

摘要

实验研究表明在阴极面电子发射的不均匀性对相对论返波管的工作特性具有非常大的影响,本文采用三维共形全电磁PIC粒子模拟软件研究了阴极表面电子发射均匀性对X波段相对论返波管的影响,在同一个环形阴极电子发射面上实现了场致发射以及爆炸发射两种电子发射方式,并且在电子的场致发射方式中加入了电场局部增强因子,采用软件对X波段相对论返波管的高压二极管以及相对论返波管进行了模拟研究,分析了爆炸电子发射面积占阴极环面比例对高压二极管的影响,研究结果表明:当爆炸电子发射的有效面积较小时,局部场增强因子对高压二极管影响较大,爆炸电子发射的有效发射面积越大,产生的电流越大;不均匀的电子发射会降低器件的输出功率,导致器件无法正常起振.