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带状束矩形栅毫米波行波管的研究 被引量：9
1
作者 宫玉彬 路志刚 +3 位作者 王冠军 魏彦玉 黄民智 王文祥 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期173-178,共6页
为了克服单模近似法(SMA)在分析矩形栅慢波系统高频特性的局限性,用“本征函数法”得到了其色散特性,进而求得耦合阻抗.并针对矩形栅的两种典型结构(浅槽栅和深槽栅)进行数值计算,分析了金属栅的几何尺寸对系统高频特性的影响.设计出3 c... 为了克服单模近似法(SMA)在分析矩形栅慢波系统高频特性的局限性,用“本征函数法”得到了其色散特性,进而求得耦合阻抗.并针对矩形栅的两种典型结构(浅槽栅和深槽栅)进行数值计算,分析了金属栅的几何尺寸对系统高频特性的影响.设计出3 cm、8mm波段的矩形栅模型,进行实验测量,实验值与理论值符合良好.导出了考虑电子注时的“热”色散方程,得到其小信号增益,讨论了电子注参数和慢波电路几何尺寸对小信号增益的影响,为矩形栅慢波系统行波管的设计提供了理论基础. 展开更多
关键词 行波管 矩形栅 本征函数法 带状束 线性理论
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8mm带状注扩展互作用振荡器研究 被引量：2
2
作者 吴振华 张开春 刘盛纲 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期58-60,共3页
研究了采用带状电子束的周期加载矩形扩展互作用振荡器,分析该结构的优点、色散特性和耦合阻抗,并利用模拟软件进行了冷腔分析。设计出了工作波长为8mm的腔体结构,分析了工作模式为TM31模的场分布。按照冷腔设计结果进行了PIC粒子模拟,... 研究了采用带状电子束的周期加载矩形扩展互作用振荡器,分析该结构的优点、色散特性和耦合阻抗,并利用模拟软件进行了冷腔分析。设计出了工作波长为8mm的腔体结构,分析了工作模式为TM31模的场分布。按照冷腔设计结果进行了PIC粒子模拟,电压为19kV、电流为3A的带状电子束在纵向磁场为0.3T的约束下与腔体中的TM31模电磁波互作用。模拟结果表明,电磁波的输出波频率为37.9GHz,功率为3.5kW,验证了在该结构中带状注与高次模互作用的设计思想。 展开更多
关键词 扩展互作用谐振腔 毫米波 粒子模拟 带状电子注
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多注集成带状注微波管电子光学传输特性研究 被引量：1
3
作者 诸葛天祥 胡权 +2 位作者 卢张 欣玲 李斌 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1047-1053,共7页
带状注在高频率、高功率、大电流密度等方面具有很好的前景,且其平面形的结构对于多注集成来说极具优势。为此该文选取了相对便于多注集成的均匀磁场、Wiggler磁场和周期会切(PCM)磁场,使用微波管模拟器套装的电子光学模拟器对带状电子... 带状注在高频率、高功率、大电流密度等方面具有很好的前景,且其平面形的结构对于多注集成来说极具优势。为此该文选取了相对便于多注集成的均匀磁场、Wiggler磁场和周期会切(PCM)磁场,使用微波管模拟器套装的电子光学模拟器对带状电子注的传输特性进行了研究。结果表明:均匀磁场下带状注可以稳定传输最远;随着带状电子注电流密度的增大,相对不易获取的磁场结构依次是PCM磁场(最难获得)、Wiggler磁场和均匀磁场;Wiggler磁场相对而言,是比较便于工程应用,并保证电流密度较大带状电子注可以稳定传输的最好选择。给出了Wiggler磁场3×3多注集成的模拟结果,其电流密度为110 A/cm2,该Wiggler磁场结构的凹槽可以使带状电子注在传输过程中具有一定的聚束效果,对于约束互作用后的电子注将有良好的效果。 展开更多
关键词 微波管 带状注 电子光学系统 电子枪 Wiggler磁场
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强耦合式带状注速调管多间隙输出腔的设计
4
作者 梁源 赵鼎 +3 位作者 王勇 阮存军 丁耀根 阮望 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期419-424,共6页
提出了一种强耦合式带状注速调管多间隙输出腔,并将之应用于Ka波段带状注速调管输出腔的设计.此设计可以获得更好的输出耦合特性和理想的场形.更重要的是,这种结构的漂移管允许被设计为对工作频率的截止状态,从而可以获得更理想的电场... 提出了一种强耦合式带状注速调管多间隙输出腔,并将之应用于Ka波段带状注速调管输出腔的设计.此设计可以获得更好的输出耦合特性和理想的场形.更重要的是,这种结构的漂移管允许被设计为对工作频率的截止状态,从而可以获得更理想的电场场形以利于注波互作用.从表面电流的角度分析了这种设计的理论依据.通过使用粒子模拟软件进行仿真,在中心频率获得了稳定的功率输出,互作用效率达到50%以上,3dB带宽约75MHz. 展开更多
关键词 带状注 强耦合 多间隙输出腔
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基于带状束的史密斯-帕塞尔自由电子激光模拟与分析
5
作者 孟现柱 王明红 任忠民 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第6期202-207,共6页
采用三维数值模拟方法研究了基于带状束的史密斯-帕塞尔自由电子激光(S-P FEL)的辐射输出特性。当一束相对论带状束紧贴着矩形光栅表面飞行时,可以激励起非相干的史密斯-帕塞尔(S-P)辐射,而全反馈谐振腔可以将各个方位角的S-P辐射反射... 采用三维数值模拟方法研究了基于带状束的史密斯-帕塞尔自由电子激光(S-P FEL)的辐射输出特性。当一束相对论带状束紧贴着矩形光栅表面飞行时,可以激励起非相干的史密斯-帕塞尔(S-P)辐射,而全反馈谐振腔可以将各个方位角的S-P辐射反射回带状束,同时进行速度调制,使电子注发生群聚,进而获得相干的S-P辐射。通过数值模拟发现,带状束可以提高S-P FEL的功率和功率谱密度;随着带状束宽高比的增大,电子束的速度调制和群聚更为明显,S-P FEL的功率和功率谱密度也越大。 展开更多
关键词 激光光学 史密斯-帕塞尔效应 全反馈谐振腔 带状束 宽高比
原文传递
周期场中片状束输运的分叉与混沌行为
6
作者 刘慧杰 罗诗裕 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期225-229,共5页
强流技术的基本问题之一是它的空间电荷和束流的稳定性。利用片状束在周期场中的聚焦和输运可将问题减至最小。引入非线性和运动阻尼,在经典物理框架内,把周期场中片状束的冷腔运动方程化为广义的Mathieu方程。利用Melnikov方法分析了... 强流技术的基本问题之一是它的空间电荷和束流的稳定性。利用片状束在周期场中的聚焦和输运可将问题减至最小。引入非线性和运动阻尼,在经典物理框架内,把周期场中片状束的冷腔运动方程化为广义的Mathieu方程。利用Melnikov方法分析了系统的次谐分叉和Smale马蹄混沌;并对系统的临界条件进行了讨论。结果表明,系统稳定性与它的参数有关,只需适当调节参数原则上可以保证系统的稳定性。 展开更多
关键词 片状束 周期场 混沌 稳定性
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应用于太赫兹器件的大电流密度带状注阴极的研制
7
作者 邓清东 宋田英 贺兆昌 《真空电子技术》 2012年第5期55-58,共4页
介绍了一种应用于太赫兹器件的大电流密度带状注阴极,带状发射带尺寸为0.14mm×2.5mm。该阴极采用特殊的设计和制备工艺,在直流状态下可以提供80A/cm2的大电流密度。
关键词 太赫兹器件 带状电子注 直流 大电流密度
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W波段带状注扩展互作用速调管三维MAGIC研究
8
作者 黄莉丽 朱小芳 +2 位作者 崔茜 金晓林 李斌 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期737-742,共6页
带状注扩展互作用速调管通过采用宽高比值很大的带状电子注来降低空间电荷效应,采用多间隙结构来增加功率容量,是一种高频率、高功率的微波真空放大器件。本文利用CST Microwave Studio与MAGIC设计了2π模W波段带状注五间隙扩展互作用... 带状注扩展互作用速调管通过采用宽高比值很大的带状电子注来降低空间电荷效应,采用多间隙结构来增加功率容量,是一种高频率、高功率的微波真空放大器件。本文利用CST Microwave Studio与MAGIC设计了2π模W波段带状注五间隙扩展互作用谐振腔,重点研究了五间隙谐振腔关键结构参数对谐振腔特性阻抗与谐振频率的影响,并对器件稳定性与带状注双腔速调管注波互作用特性进行了三维MAGIC仿真与分析。最后,在电子注电压为19.5 kV,电流为3.5 A时,获得大于8 kW的输出功率、23 dB左右的增益。 展开更多
关键词 W波段 带状注 五间隙扩展互作用腔 MAGIC模拟
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大功率速调管的技术现状和最新进展 被引量：17
9
作者 丁耀根 《真空电子技术》 2020年第1期1-25,共25页
大功率速调管是一种基于速度调制原理将电子注能量转换成微波能量的微波真空电子器件,它具有高功率、高效率、高增益和高稳定性等优点,是微波真空电子器件中脉冲功率和平均功率最高的器件。速调管自20世纪30年代发明以来,在粒子加速器... 大功率速调管是一种基于速度调制原理将电子注能量转换成微波能量的微波真空电子器件,它具有高功率、高效率、高增益和高稳定性等优点,是微波真空电子器件中脉冲功率和平均功率最高的器件。速调管自20世纪30年代发明以来,在粒子加速器、雷达和通信等微波电子系统,以及真空电子技术进步的推动下,已发展成功多种类型大功率速调管,其频率覆盖整个微波,并扩展到毫米波和太赫兹波段,最大脉冲功率达200MW,最大平均(连续波)功率达MW级。近年来,在高能粒子加速器、宽带雷达系统、毫米波和太赫兹波电子系统的推动下,大功率速调管取得了令人瞩目的进步,本文比较系统地介绍了大功率速调管的技术现状和在提高功率、提高效率、提高工作频率、展宽带宽等方面取得的最新进展。 展开更多
关键词 多注速调管 分布作用速调管 带状注速调管 群聚中心振荡法 群聚-校正-收集法 群聚中心稳定法 绝热群聚速调管
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大功率速调管的技术现状和研究进展 被引量：14
10
作者 丁耀根 刘濮鲲 +1 位作者 张兆传 王勇 《真空电子技术》 2010年第6期1-8,11,共9页
本文介绍了大功率速调管的技术现状、发展动态和应用情况,介绍了我国在该领域开展的主要研究工作和取得的主要研究进展,并对速调管技术的发展进行了展望。
关键词 大功率速调管 多注速调管 宽带速调管 分布作用速调管 带状注速调管 加速器 雷达 通信 广播
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碳纤维布加固混凝土粱的疲劳试验研究 被引量：11
11
作者 李源 张兴虎 +1 位作者 张保印 王石生 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2004年第4期22-24,48,共4页
碳纤维布加固混凝土结构是一种新型结构加固方法。对 4根普通钢筋混凝土梁和 3根预应力混凝土梁进行了加固后的疲劳试验研究。试验研究表明 ,碳纤维布加固的混凝土梁经 2 0 0万次疲劳后 ,强度和刚度不会降低 ,不会发生剥落和脆断现象 ,... 碳纤维布加固混凝土结构是一种新型结构加固方法。对 4根普通钢筋混凝土梁和 3根预应力混凝土梁进行了加固后的疲劳试验研究。试验研究表明 ,碳纤维布加固的混凝土梁经 2 0 0万次疲劳后 ,强度和刚度不会降低 ,不会发生剥落和脆断现象 ,完全符合实用要求。通过理论分析 ,提出了符合铁路规范的承载力计算公式 ,计算值与试验值吻合较好。 展开更多
关键词 混凝土结构 碳纤维布 结构加固 梁 疲劳试验 受弯承载力
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大功率微波电真空器件的发展动向 被引量：8
12
作者 丁耀根 《真空电子技术》 2006年第3期37-40,共4页
扼要介绍第6届国际真空电子学会议(IVEC2005)和第7届国际高能量密度微波会议(RF2005)发表的论文内容,介绍近年来大功率微波电真空器件,特别在高峰值功率多注速调管,带状注速调管,空间行波管,大功率毫米波器件,器件的计算机模拟等方面取... 扼要介绍第6届国际真空电子学会议(IVEC2005)和第7届国际高能量密度微波会议(RF2005)发表的论文内容,介绍近年来大功率微波电真空器件,特别在高峰值功率多注速调管,带状注速调管,空间行波管,大功率毫米波器件,器件的计算机模拟等方面取得的研制进展。论文还分析了大功率微波电真空器件的发展动向。 展开更多
关键词 多注和带状注速调管 回旋管 空间行波管 计算机辅助设计
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板筋结构优化方法 被引量：4
13
作者 杨鼎宁 邹经湘 《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》 CAS 2003年第3期287-294,共8页
在对板筋结构进行分类的基础上 ,提出了大型板筋结构尺寸、形状优化的系统方法。围绕拟牛顿和线性规划算法 ,对中间变量设计、灵敏度分析、KnhnTucker条件、约束删除、对偶变换、目标 -约束近似、满应力设计等具体过程进行了说明。最后 。
关键词 尺寸优化 形状优化 灵敏度 板筋结构
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高传输通过率带状电子注聚焦与传输特性的研究 被引量：7
14
作者 阮存军 王树忠 +1 位作者 韩莹 李庆生 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期216-228,共13页
大宽高比的非轴对称带状电子注在微波和毫米波真空电子器件中具有显著的技术优势与应用潜力.采用轴向均匀磁场可以聚焦和传输带状电子注,且具有易于实现电子注与磁场的匹配和调节、聚焦强流电子注以及无传输截止电压限制等优点,但面临... 大宽高比的非轴对称带状电子注在微波和毫米波真空电子器件中具有显著的技术优势与应用潜力.采用轴向均匀磁场可以聚焦和传输带状电子注,且具有易于实现电子注与磁场的匹配和调节、聚焦强流电子注以及无传输截止电压限制等优点,但面临严重的Diocotron不稳定性.结合单粒子模型理论和冷流模型理论,对带状电子注传输特性进行的研究及其数值计算表明,通过详细设计带状注电子光学系统物理参数,增强聚焦磁场并在传输通道高度方向上选择较大的电子注填充比,可以有效降低Diocotron不稳定性对带状电子注的影响,并实现其长距离稳定传输.通过对应用于W波段带状注器件的电子枪及电子光学系统三维仿真和参数优化,解决了小尺寸和高精度结构所带来的对准、装配和焊接等工艺与技术问题,完成了带状电子注聚焦与传输实验高真空密封束管的研制.实验获得的电子枪压缩和成形的椭圆带状电子注截面为10mm×0.7mm,且在电子注电压为20—80kV,电流为0.64—4.60A时,在长度为90mm的漂移通道内带状电子注传输的通过率达到95%以上.该结果优于目前国际上采用周期永磁聚焦进行带状电子注传输通过率92%的实验结果. 展开更多
关键词 带状电子注 传输 均匀磁场聚焦 Diocotron不稳定性
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W波段阶梯型交错双栅慢波结构行波管的研究 被引量：7
15
作者 王海龙 石先宝 +1 位作者 王战亮 宫玉彬 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期784-789,共6页
为了提高传统交错双栅慢波结构行波管的性能,提出了一种阶梯型交错双栅慢波结构,并基于此新型慢波结构,提出了新型输入输出耦合结构.在此基础上,设计了一只工作在W波段的带状电子注阶梯型交错双栅慢波结构行波管.计算结果显示,阶梯型交... 为了提高传统交错双栅慢波结构行波管的性能,提出了一种阶梯型交错双栅慢波结构,并基于此新型慢波结构,提出了新型输入输出耦合结构.在此基础上,设计了一只工作在W波段的带状电子注阶梯型交错双栅慢波结构行波管.计算结果显示,阶梯型交错双栅慢波结构行波管的耦合阻抗更高,从而使行波管在更短的互作用电路长度里,实现更高的饱和增益和互作用效率.在90～100GHz频率范围内,阶梯型交错双栅慢波结构的耦合阻抗大于4Ω,高于传统交错双栅慢波结构;W波段带状电子注行波管高频结构的反射系数(S11)小于-15dB;并且行波管的饱和输入功率仅约为0.7W,可以实现最高输出功率约800W,相应的效率大于7.8%,增益大于30.6dB. 展开更多
关键词 阶梯型交错双栅慢波结构 带状电子注行波管 低饱和输入功率 高饱和增益
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新型半矩形环螺旋线慢波结构高频特性 被引量：6
16
作者 夏伟 魏望和 +1 位作者 魏彦玉 卢敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期84-88,共5页
针对行波管更高工作频率和更大输出功率的发展需要,提出了一种半矩形环螺旋线慢波结构。基于三维电磁仿真软件HFSS的模拟研究表明:调控慢波结构的尺寸可以获得合适的色散特性和互作用阻抗,与现有技术的半圆环螺旋线慢波结构相比较,半矩... 针对行波管更高工作频率和更大输出功率的发展需要,提出了一种半矩形环螺旋线慢波结构。基于三维电磁仿真软件HFSS的模拟研究表明:调控慢波结构的尺寸可以获得合适的色散特性和互作用阻抗,与现有技术的半圆环螺旋线慢波结构相比较,半矩形环螺旋线慢波结构的色散变化很小,但是具有更高的互作用阻抗值。新结构具有平坦色散、高互作用阻抗、与微细加工技术相兼容以及方便与带状电子束互作用的综合优点。 展开更多
关键词 半矩形环螺旋线慢波结构 微细加工技术 带状电子束 色散特性 互作用阻抗
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V波段大功率带状注曲折波导行波管 被引量：6
17
作者 刘洋 徐进 +5 位作者 魏彦玉 赖剑强 许雄 黄明智 唐涛 宫玉彬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2698-2702,共5页
利用曲折波导慢波结构和一个长宽比为3∶1的带状电子注作为注-波互作用电路,完成了对V波段大功率行波管互作用电路的设计。分析了带状电子注通道对高频特性的影响,并在综合考虑色散和耦合阻抗的情况下得到了优化的结构参数。建立了3维的... 利用曲折波导慢波结构和一个长宽比为3∶1的带状电子注作为注-波互作用电路,完成了对V波段大功率行波管互作用电路的设计。分析了带状电子注通道对高频特性的影响,并在综合考虑色散和耦合阻抗的情况下得到了优化的结构参数。建立了3维的V波段带状注曲折波导行波管的电路模型,并利用CST粒子工作室完成了注-波互作用的仿真研究。研究结果表明,当工作电压和电流分别为17kV和150mA时,带状注曲折波导行波管在58～62GHz时的饱和平均输出功率大于160W,增益大于34.7dB。 展开更多
关键词 带状电子注 曲折波导 慢波结构 行波管
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流线型列车头部结构设计方法 被引量：5
18
作者 许平 田红旗 姚曙光 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期78-82,共5页
为使列车头部结构完全吻合流线型外形,提出沿列车的纵剖面、横剖面和水平面3个方向布置平面曲梁,形成空间网格状结构形式的设计方法。通过NURBS曲面分割离散与迭代相结合的方法得到平面曲梁的主棱边;以主棱边为基础,采用三维实体几何造... 为使列车头部结构完全吻合流线型外形,提出沿列车的纵剖面、横剖面和水平面3个方向布置平面曲梁,形成空间网格状结构形式的设计方法。通过NURBS曲面分割离散与迭代相结合的方法得到平面曲梁的主棱边;以主棱边为基础,采用三维实体几何造型技术生成平面曲梁的三维实体;采用形体的Brep法读取平面曲梁三维实体图的数据面,利用坐标轴变换,创建CAD平面图。运用NURBS曲面的求交理论及三维实体几何造型技术,在AutoCAD的ARX、I-deas的Open I-deas开发平台上开发了流线型列车头部结构设计模块;应用NURBS曲线的线段拟合理论拟合平面曲梁的轮廓曲线,并根据数控加工设备的参数,在AutoCAD的ARX开发平台上开发了流线型列车头部平面曲梁数控加工模块,在不同的数控加工设备上实现平面曲梁的数控加工。 展开更多
关键词 流线型列车 结构设计 平面曲梁 NURBS曲线曲面 数控加工
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W波段带状注扩展互作用振荡器的粒子模拟 被引量：5
19
作者 陈玲 殷勇 +2 位作者 蒙林 李海龙 王彬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2869-2872,共4页
设计了一种工作在W波段的振荡器。采用宽高比值为2的薄矩形电子注降低空间电荷效应,周期耦合腔慢波线作为高频结构以增加功率容量,阶梯渐变矩形波导作为输出结构,使输出结构与高频结构匹配连接减少反射。利用三维PIC粒子模拟程序进行数... 设计了一种工作在W波段的振荡器。采用宽高比值为2的薄矩形电子注降低空间电荷效应,周期耦合腔慢波线作为高频结构以增加功率容量,阶梯渐变矩形波导作为输出结构,使输出结构与高频结构匹配连接减少反射。利用三维PIC粒子模拟程序进行数值模拟,分析慢波结构的周期数及周期长度对输出功率、频率及效率的影响。结果表明:当阴极电压为13.0～16.1kV时,谐振腔能正常工作;谐振腔周期数为9,阴极电压为15.7kV时输出功率和转换效率最大,输出峰值功率大于1.9kW,平均功率为980 W,频率为91.6GHz,转换效率达25%,输出频率随谐振腔周期长度的减小而增大。 展开更多
关键词 W波段 带状电子注 扩展互作用振荡器 粒子模拟
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毫米波带状注电子枪的设计方法 被引量：3
20
作者 唐先锋 段兆云 +3 位作者 王战亮 唐涛 魏彦玉 宫玉彬 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期619-624,共6页
利用理论分析和仿真模拟相结合的方法对带状电子注的产生进行了系统的研究,并提出了一种带状注电子枪的设计方法.首先通过理论分析,提出了一种计算带状注电子枪结构参数的迭代算法,即根据注电压、注电流、电子注注腰处半厚度、阴极半厚... 利用理论分析和仿真模拟相结合的方法对带状电子注的产生进行了系统的研究,并提出了一种带状注电子枪的设计方法.首先通过理论分析,提出了一种计算带状注电子枪结构参数的迭代算法,即根据注电压、注电流、电子注注腰处半厚度、阴极半厚度和阴极宽度,计算出带状注电子枪的阴极柱面半径、阴阳极间距、阳极柱面半径和射程等主要参数;在此基础上,通过仿真模拟,为毫米波真空电子器件设计了一种带状注电子枪. 展开更多
关键词 带状电子注 带状注电子枪 真空电子器件
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