回旋管中磁控注入枪的研究与设计

摘要

回旋管具有在毫米、亚毫米波段其他器件无可比拟的高峰值功率、高平均功率的优越性，因此在等离子体加热、受控热核聚变、雷达、通信及电子对抗等方面都有着广阔的应用前景。特别是近三十年来，俄罗斯、美国、法国、瑞士、日本、德国等国进行了大量的研究工作。在国内，电子科技大学高功率微波实验室自70年代后期起，也对回旋管进行了大量的研究工作，并达到国内外先进水平。磁控注入枪为回旋管提供螺旋电子注，它提供的电子注的性能直接影响互作用效率。作为回旋管的重要组成部分，国内外对磁控注入枪也进行了大量的研究。论文结合本教研室的科研项目，对双阳极磁控注入枪进行了研究。同时，为满足ITER计划中所需求的大功率连续波的要求，新型回旋管-双电子注同轴腔回旋管的研究正在展开，本文对其中的双注磁控注入枪进行了研究，并获得良好的设计结果。本文主要工作如下： ●掌握EGUN、PIC粒子模拟程序两种软件设计电子枪的理论基础，熟悉软件使用，阐述电子光学系统的基础理论与计算方法。 ●阐述磁控注入枪的工作原理，进行详细的理论分析。阐述电子枪的设计方法，对电子枪的优化设计进行详细论述。论述影响电子注速度比、电子注速度零散的主要因素。 ●对双阳极磁控注入枪进行数值模拟，研究获得了一系列有意义的结论。研究表明，完成电子枪的初始设计后，可以通过调整磁场分布、电子枪结构、阴极磁场、阳极电压等因素，优化电子注的性能。特别的是，文章中定性分析了阴极磁场角对电子注速度比的影响，并通过计算获得证明。 ●建立新型同轴-双注磁控注入枪模型，对双注磁控注入枪进行相应的理论分析与设计。与单注磁控注入枪相比，双注枪可以提供速度零散小、高束流的电子注，在互作用区更容易起振，且能更好的抑制模式竞争。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章引言

第二章强流电子光学的理论基础

第三章双阳极磁控注入枪的设计与优化

第四章同轴-双注磁控注入枪的研究

结束语

致谢

参考文献

作者攻硕期间取得的成果