行波管周期永磁聚焦系统模拟软件的研制

推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
2011年 科研热词 阴极 电子枪 热分析 有限元法 ansys 通电螺线管 辐射散热器 计算机辅助设计 肖特基热发射 空间行波管 磁聚焦系统 磁感应强度分布 电子光学模拟器 热启动时间 收集极 扩展的肖特基热发射 微波管 周期结构 周期永磁聚焦 优化设计 2维2次有限元 推荐指数 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 科研热词 黄桃 高静压 钻井液粒度分布 质构 神经网络集成 泛化能力 品种特性 bp神经网络 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7
科研热词 黄桃 草酸 品种 原位红外反射光谱 亲缘关系 乙醛酸 乙醇酸
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
科研热词 行波管 蒙特卡罗方法 粒子模拟 电离 电子轨迹 电子回旋共振放电 模拟 微波管模拟套装 微波管 建模 周期永磁聚焦磁场 twtcad mtss cad
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
科研热词 计算机辅助设计 纳米结构锰氧化物 电子枪 电子光学系统 机理 有限元 可逆锂氧气电池 催化剂失效
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号
科研热词 1 色温 2 微波硫灯 3 光谱
推荐指数 1 1 1

2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

多注行波管 PPM 聚焦系统横向磁场研究黎泽伦;孟杰;黄友均;彭浩【摘要】T he position and causes of the transverse magnetic fields of multi-beam periodic permanent magnet (PPM) focusing system are analyzed via the 7-beam coupled cavity traveling wave tube .The effect of the cou-pling slot ,the height of iron loading head and the radius of the channel holes on the transverse magnetic fields is summarized .The method to fundamentally improve the transverse magnetic field is proposed according to the causes of the transverse magnetic fields .With this method ,the ratio of transverse magnetic field to axial magnetic field can reach 0.6% ,and the electron transfer rate is up to 98% .%文章以7注耦合腔行波管为例，分析了多注PPM （周期永磁）聚焦系统中横向磁场的产生位置和各处横向磁场的产生原因；总结了耦合槽、铁制加载头高度和通道孔所在半径对各处横向磁场的影响；针对各处横向磁场的产生原因，给出了可以从根本上改善横向磁场的方法，利用此方法设计的多注 PPM 聚焦系统的横向磁场与轴向磁场之比可达0.6％，电子通过率可达98％。

第 21 卷 第 9 期2023 年 9 月Vol.21，No.9Sept.，2023太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology利用周期结构电磁止带特性的小型化高功率太赫兹振荡器张琳，蔡军，杜英华，冯进军*(北京真空电子技术研究所微波电真空器件国家级重点实验室，北京100015)摘要：高性能实用化辐射源是太赫兹应用的关键器件，利用周期结构电磁色散中的止带区域具有耦合阻抗高的特点，电子注和电磁波能够高效互作用，可以实现大功率太赫兹振荡器。

带边振荡器(BO)相比于传统的返波振荡器(BWO)，可以实现大功率输出，在W波段能达到百瓦量级，太赫兹波段能达到瓦级；采用周期永磁聚焦系统，可以实现小体积轻质量；慢波结构尺寸短，结构简单；成本低，具有批量生产能力。

本文提出可构建3π止带的交错子周期折叠波导慢波结构(FWG SWS)和双频双模双向带边振荡器工作机理，采用皮尔斯双阳极电子枪、周期永磁聚焦系统、金刚石输能窗以及高效率收集极，设计和研发了频率在100 GHz以上的几种带边振荡器，实现了100 GHz频段140 W的功率输出，120 GHz频段实现了30 W的功率输出，在300 GHz实现了1 W以上的功率输出。

关键词：周期结构；色散特性；太赫兹；带边振荡器；真空电子器件中图分类号：TN752 文献标志码：A doi：10.11805/TKYDA2022190Miniaturized high power terahertz oscillator using electromagnetic stop-band characteristics of the metal periodic structureZHANG Lin，CAI Jun，DU Yinghua，FENG Jinjun*(National Key Laboratory of Science and Technology on Vacuum Electronics，Beijing Vacuum Electronics Research Institute，Beijing 100015，China)AbstractAbstract：：High performance and practical radiation source is the key device for terahertz applications. High power terahertz oscillators can be realized by utilizing the great impedance near π, 2πand 3πstop-band which means that strong interaction can occur. Compared with the traditionalBackward Wave Oscillator(BWO), the Band-edge Oscillator(BO) can achieve high power which canachieve the order of 100 W in W band and 1 W in the THz regime; can realize miniaturized device withPeriodic Permanent Magnet(PPM) focusing system; can realize compact structure with Folded WaveguideSlow Wave Structure(FWG SWS) which is short in size and simple in structure; can realize low cost massproduction. In this research, a stagger half-period FWG SWS and a novel operation concept for the BOwith the folded waveguide are proposed. The BO is composed of Pierce-style double-anode convergentelectron gun, periodic permanent magnet focusing system, diamond pill-box window and high efficiencycollector. Several novel BOs above 100 GHz have been simulated, fabricated and tested, which achievedoutput power of 140 W at 100 GHz, 30 W at 120 GHz, and over 1 W at 300 GHz. The dispersioncharacteristics, design of devices and test results are described and analyzed.KeywordsKeywords：：periodic structure；dispersion characteristics；terahertz；Band-edge Oscillators；vacuum electron devices在电磁频谱中，一般将300 GHz~10 THz范围内的电磁波称为太赫兹波，在波谱中处于毫米波和红外线之间，相对于更低频率的毫米波，太赫兹波具有更高的频率和更宽的绝对带宽，利用这一特点，太赫兹波可应用于高速无线通信[1-2]；相对于更高频率的光波，太赫兹波的光子能量较低，可以实现对活体生物组织的太赫兹成像和文章编号：2095-4980（2023）09-1065-08收稿日期：2022-09-28；修回日期：2022-11-13*通信作者：冯进军email:***********************.cn太赫兹科学与电子信息学报第 21 卷检查，可广泛应用于安检领域和医学领域[3-4]。

Ｂ 一
（ 一 ｆ２）
（３）
式 中 ：系 数 ，厂 ， ， 分别 为
Ｂ ｌ一 ＫＤ ｒ（＿厂３一 ｆ４）
（４）
＊ 收 稿 日期 ：２０１０—１０－０８； 修 订 日期 ：２０１１ Ｏ５—１９ 基 金 项 目 ：国家 自然 科 学 基 金 项 目（６１００１０２５）；成都 信 息工 程 学 院科 研 基 金 项 目（ＫＹＴＺ２０１１１２） 作 者 简 介 ：彭 龙 （１９８Ｏ一 ），男 ，博 士 ，从 事 磁 性 材料 及 器 件 研 究 ；ｐｅｎｇｌｏｎｇ＠ ｃｕｌｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。
化 。
关 键 词 ： 周期 永磁 聚焦 系统 ； 开 口磁 环 ； 磁 场 分 布 ； 行 波 管
中 图分 类 号 ： ＴＮ２０１
文 献 标 志 码 ： Ａ ｄｏｉ：ｌＯ．３７８８／ＨＰＬＰＢ２０１１２３０９．２５５２
磁场 聚焦 系统 是行 波管 的重要 组 成 部分 之 一 。周 期 永磁 （ＰＰＭ）聚焦 系 统具 有 体积 小 、重 量 轻 ，本 身不 消 耗 功率 、杂散 磁场 小和使 用 方便等 优点 ，适 合用 于整个 超高 频 的各个波 段 ，也 适 宜于较 大功率 的行 波 管 。永 磁磁 环 的轴 向磁 场分布 是实 现聚 焦 系统 周 期 磁场 的关 键 。为 了达 到有 效 的信 号 放 大作 用 ，对 ＰＰＭ 聚 焦 磁 环 有 三个 基本要 求Ｌ４］：磁环 产生 的轴 向周期 场 的峰值 足够 高 ，并 且均 匀 ；温 度稳定 性好 ，即峰值磁 场 随温度 的变 化 要 小 ；磁 环尺 寸精 确 。但 是行 波管 实 际磁 聚焦 系统 由于输入 输 出装置 的引入 ，要 求部分 磁环 开 口 。开 口磁 环 由于结 构 的不对 称性 ，其产 生 的磁 场在 空 间 的分 布也 不再具 有对 称性 ，进 而影 响磁聚焦 系统 的轴 向磁场 分 布和 电子注 的 聚焦 。为此 ，本文 分析 了轴 向磁化 磁环 （包 括开 口磁环 ）的磁 场分 布规 律 ，根 据 ＰＰＭ 聚 焦 系统 的结 构 特 点和 基本 原理 对带 开 口磁环 的磁 聚焦 系统进 行 了设 计 和优化 。