国防科技大学研究生院学位论文以往的分析结果可以发现 虚阴极振

国防科技大学研究生院学位论文以往的分析结果可以发现 虚阴极振

更新时间:2019-08-05 11:00点击数:文字大小:

  邦防科技大学讨论生院学位论文以往的解析结果能够挖掘 虚阴极振荡器输出微波频率与注入电子束流的等离子体频率亲热合联。而等离子体本征频率是等离子体物理中的 个首要观念 它反响了等离子体对外界影响的反映。由式 清爽 等离子体频率由等离子体的密度、速率断定 这都能够通过治疗注入电子束流强度来竣工 从而供给了

  邦防科技大学讨论生院学位论文以往的解析结果能够挖掘 虚阴极振荡器输出微波频率与注入电子束流的等离子体频率亲热合联。而等离子体本征频率是等离子体物理中的 个首要观念 它反响了等离子体对外界影响的反映。由式 清爽 等离子体频率由等离子体的密度、速率断定 这都能够通过治疗注入电子束流强度来竣工 从而供给了治疗输出微波频率的有用手腕 更动二极管电压、阴阳极间距等。这也是虚阴极振荡器频率可调的物理底子。但与此同时 漂移空间中束散播输的不巩固性 以及阴极等离子体膨胀形成的二极管阴阳极间距的更动 都市导致等离子体频率的转变 而虚阴极的地位也正在期间产生更动 这就使得虚阴极振荡输出微波具有频带较宽、众模并存、主频不稳的特色。这也是正在现实任务中需求办理的首要题目。 虚阴极振荡器的起色概略 虚阴极振荡器的史书上个世纪初 等后续任务家正在强流电子束正在漂移空间的传输巩固性和极限电流方面作了巨额的任务。到年代 人们仍然导出了电子束正在平面间隙中传输的一维巩固解 并给出了空间电荷范围流的定量联系。这些讨论揭示了虚阴极的存正在以及不巩固性景象 欺骗其出现高功率微波的构念也随之出现。到上个世纪 年代 跟着脉冲功率身手的起色 仍然能够出现 能量达 的电子束。强流相对论电子柬正在漂移管中变成虚阴极 通过高频振荡饱舞高功率微波的设念正在试验中得以竣工。由此 合于虚阴极振荡器的讨论就初步兴盛起色起来。对物理机制的外面解析不休长远 百般格式的微波器件也不休的被策画研制出来。 年代到 年代中后期是这一范畴起色的黄金工夫。进入新世纪 固然虚阴极振荡器的讨论遭遇了很众的困苦 但因为其正在军事、科研及工业临蓐方面的首要利用前景 人们正在虚阴极器件的讨论与校正上 持续着不懈的起劲。目前 美邦、饿罗斯、日本、韩邦“““’” 及欧洲其他少许邦度都正在实行这方面的讨论任务。 虚阴极振荡器的分类基于同样的任务道理 正在虚阴极振荡器 众年的起色史书中 产生了众种差异的器件机合。遵从产生的按序 根基能够划分为反射三极管 、二极管 页邦防科技大学讨论生院学位论文同轴虚阴极振荡器以及其它一系列的校正型。反射三极管反射三极管虚阴极振荡器的机合如图 所示。阳极为正电位 而阴极与腔体壁为零电位 微波从侧面提取。因为壁电位与阴极电位肖似 电子束正在平行和笔直于阴极轴的宗旨均受到静电势的牵制 所以束发敞较小 反射率高。反射三极管的机合是由 等人于 开始提出的“… 随后前苏联的讨论组也做过好似试验““。但同时该机合腔体比拟庞大 频率性格欠好 况且其阴阳极电位也与常用的相对论加快器不切合。进入 年代后 慢慢被二极管机合所代替。近来 跟着电感储能装备的起色 人们初步再次欺骗反射三极管饱舞高功率微波 美邦的科学家正正在实行这方面的讨论任务。图 反射三极管虚阴极振荡器 二极管虚阴极振荡器与三极管差异 正在这种机合中 阴极为负电位而阳极箔或阳极网接地。遵从提取微波的差异格式 又能够细分为轴向提取型“”和侧向提取型。图 轴向提取型虚阴极振荡器第 页邦防科技大学讨论生院学位论文轴向提耿的虚阴极振荡器 其机合如图 所示。阳极一 逛直接耦合波导管 再经天线输出微波。正在这种机合中 电子束根基上沿微波输出波导的轴向作一维运动 与电子束彼此影响的电场分量是轴向的 所以饱舞起来的紧要是横磁模。同时 因为其机合单纯 也是人们讨论的最众的一种虚阴极振荡器。但此种机合的波导下逛缺乏选频机制 所以只消大于波导截止频率的形式都能饱舞 导致试验中输出微波脉冲众峰、宽带。这方面近来的报道是韩邦的 等人所作的任务”“ 电压束流前提下得到了 的微波输出 束波影响峰值能量转换作用为 。大奖娱乐官方网站由于轴向提取虚阴极振荡器饱舞的微波形式紧要是 形式 而此种形式平常需经转换 才干由天线聚束发射出去““。所以 提出了侧向提取虚阴极振荡器。侧向提取机合如图所示 输出波导与阴极轴笔直 所以输出微波为 形式 发射时不须用形式转换。近来俄罗斯的 等人… 采用这种机合正在 电压 束流前提下取得了 的输出功率 峰值束波转换作用达 侧向提取虚碉极振荡器由单电子辐射外面可知 单电子辐射功率与电子运动速率即注入束流强度相合。当柬流强度较大时 辐射能量紧要会集正在轴向上。以是侧向提取的虚阴极振荡器的作用平时比轴向提取虚阴极振荡器要低““” 况且对输入电压也有肯定范围。故而对这两种提取格式的抉择 要纠合整体的状况和央浼而定。 正在古代的虚阴极振荡器中 反射电子进入二极管 将惹起二极管阻抗转变 出现双流不巩固性 并减少电子能散度从而导致微波出现作用低下。同时反射电子的振荡还使输出微波频带变宽。为驱除反射电子的影响 。”先后提出了的观念 其机合如图 所示。纵向磁场扶引环形电子束穿过阳极狭缝进入二极管 而反射束因为邦防科技大学讨论生院学位论文径向扩张 被厚阳极摄取。相合 的试验报道卡目对较少 紧要是 等人正在年的任务”。” 先后取得 的微波输出。但这种机合需外加扶引磁场器件机合也比拟庞大。图 同轴虚阴极振荡器同轴虚阴极振荡器的观念最先由俄罗斯人提出。其根基设念是正在形式输出的状况下 取得大功率、长脉冲的微波输出。其机合如图 所示。图 司轴虚阴极振荡器正在这种机合中 电子从外筒壁两侧会集向中央发射 穿过阳极网 变成虚阴极。阴极电子发射面积大、电流强 腔壁都能与虚阴极严密接触 而对称的阴极机合使得个中一侧的反射电子能够行为透射电子到场另一侧的虚阴极振荡 从而得到高功率微波输出。” 其余 因为采用侧向提取格式 还能直接以 模输出 且可作长脉冲运转。采用此种机合 江伟华博士正在 的束流前提下取得了 的峰值功率输出”… 作用 。邦内的讨论者采用好似的机合正在 的前提下取得了 的微波脉冲 作用 模。除了以上几种根基机合外为了进一步普及束一波能量转换作用、低落微波频带宽度 各邦讨论者还作了很众校正型的讨论 将虚阴极放入谐振腔中实行锁频。““ 欺骗两个或第 页邦防科技大学讨论生院学位论文众个虚阴极振荡器的锁相” 采用外加指导磁场、注入等离子体等措施调制入射到漂移空间的电子束”…正在阳极下逛修立慢波机合、注入惰性气体以巩固束波彼此影响 等。这些校正型正在差异方面临虚阴极的任务性格实行了优化 相同也正在差异水平上使其机合变得庞大从而衰弱了虚阴极振荡器机合单纯的首要上风。而文献 和文献 中提出的两种校正计划 具有机合单纯 输出微波功率高 频率巩固等特色 所以具有很好的行使前景。其机合离别示于图 束流预调制虚阴极振荡器图轴向反应式虚阴极振荡器 虚阴极振荡器与谐振腔微波出现作用低、频带宽是虚阴极振荡器的紧要缺陷 这紧要是由于正在虚阴极振荡器中缺乏对束流的有用的限度机制 而电子的相位辨别、能散度减少和角向发散都市导致作用、频率性格的降低。正在不减少体例机合庞大度的状况下 欺骗谐振腔实行调制与反应就成为改观虚阴极振荡器任务性格的一种熏要措施凿振腔正在微波器件中的行使相当一般 古代微波管的频率功率分散与图比拟 能够挖掘 高功率微波源任务频率更高、输出功率也更大。咱们清爽 频率区间内的古代谐振腔的模数可暗示为 个中是谐振腔的体积 是腔内介质中的光速。图 微波器件频率功率分散正在频率普及的状况下 谐振腔中的形式密度也速速减少。正在高频率上 正在高次任务形式附第

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