冷阴极高阻抗相对论速调管放大器的模拟研究*(高功率微波专题组稿)

采用MAGIC 2.5-D模拟软件,建立了基于冷阴极发射实心束的高阻抗相对论速调管放大器模型。该模型由一个带屏蔽环的二极管,5个简单药盒型谐振腔和1个锥形收集极构成。为了给具有高效率的高阻抗相对论速调管提供实心束,同时实现设备的简单化和紧凑化,采用冷阴极取代传统的热电子枪,不仅易操作而且大大降低能耗和经费。通过在传统二极管阴极侧面引入屏蔽环,利用屏蔽极大地提高电子束阻抗,同时其位置和形状能明显降低非发射区的场强,并且有效改善阴极端面发射的均匀性。在束波互作用区,通过依次调节末前腔和输出腔的位置并结合导引磁场的大小对输出的微波进行优化,结果表明：在二极管发射电压525 kV、电流328 A的实心束及外加磁场0.35 T的条件下, 当注入功率为1 kW时, 在11.424GHz的中心频率处获得了功率81 MW,效率47 %,增益49 dB的微波。     

束流调制型虚阴极振荡器的研究

运用改进的"环形输运"模型和粒子模拟方法研究了调制型虚阴极振荡器中束流调制参数变化对虚阴极振荡器特性的影响。研究结果表明:束流的调制对虚阴极振荡器的运行性能有显著的影响,对电子束流进行适当的调制可以显著提高器件的束波转换效率。研究结果为设计高性能的虚阴极振荡器提供了基础。     

电刷镀中阴离子阴极电沉积实验分析

本文分析了阴极电沉积一般情况,讨论了电刷镀中阴离子阴极放电的可能性及所需条件,并通过钨酸根在阴极放电实验,证实了阴离子阴极放电是可以实现的。     

冷阴极高阻抗相对论速调管放大器的模拟研究

采用粒子模拟软件,建立了冷阴极发射实心束的高阻抗相对论速调管放大器模型。该模型由1个带屏蔽环的二极管,5个简单药盒型谐振腔和1个锥形收集极构成。为了给具有高效率的高阻抗相对论速调管提供实心束,同时实现设备的简单化和紧凑化,采用冷阴极取代传统的热电子枪,不仅易操作而且大大降低能耗和经费。在传统二极管阴极侧面引入屏蔽环,利用屏蔽极大地提高电子束阻抗,同时屏蔽环的位置和形状能明显降低非发射区的场强,并且有效改善阴极端面发射的均匀性。在束波互作用区,通过依次调节末前腔和输出腔的位置并结合导引磁场的大小对输出的微波进行优化,结果表明:在二极管发射电压525k V、电流328A的实心束及外加磁场0.35T的条件下,当注入功率为1k W时,在11.424GHz的中心频率处获得了功率81MW,效率47%,增益49d B的微波。     

微波调制型虚阴极振荡器的受迫振荡模型

利用受迫振荡模型分析了外部微波与自反馈微波调制入射电子束的虚阴极振荡的特点,得到了促使虚阴极振荡幅度增大的频率与位相条件。     

微波反馈调制型虚阴极振荡器的粒子模拟

用三维全电磁PIC方法对一种利用反馈微波信号调制入射电子束的新型虚阴极振荡器进行了粒子模拟研究。在外加450kV电压的自洽发射状态下,得到的微波峰值输出功率可达数百兆瓦,微波主频位于C波段,瞬时峰值效率≥5％,主模式为TE10模,与试验结果符合较好。     

离子发动机关键技术分析

介绍了离子发动机的基本原理与结构,分析了离子发动机系统主要部件包括离子光学系统、空心阴极、电离室、中和器等的工作原理与特性,指出了离子发动机的发展趋势。     

LaB6空心阴极中毒特性

LaB_6阴极与其他类型阴极相比具有电子发射电流密度大等优点,已广泛用于电推进、高发射密度电子枪等产品。为了研究LaB_6空心阴极中毒特性、识别LaB_6空心阴极主要失效模式,分别对LaB_6空心阴极暴露大气后性能变化特征和引起性能变化的原因进行了研究。结果表明:LaB_6空心阴极在暴露大气后表面吸附大量中毒气体,出现了发射体表面逸出功增加、发射体短期中毒现象。此时空心阴极的放电电压和阴极顶温度均有所上升,经过短期工作后放电电压和阴极顶温度均恢复初始状态。但LaB_6空心阴极严重中毒后,并不能通过加热和离子轰击方式去除表面生成的氧化物。因此,可以在实验过程中通过监测空心阴极的阴极顶温度和阳极电压变化间接表征空心阴极发射体状态。     

轻质夹层复合吸声结构的制备工艺和水声性能

夹层复合吸声结构具有很强的可设计性,得到广泛的应用,但以往研究的此夹层结构的吸声芯材存在密度较大的问题。为此,设计了一种轻质夹层复合吸声结构,对该结构的制备工艺特别是芯材的制备工艺进行了设计,用玻璃钢作为表层材料、用柔性环氧树脂和聚氨酯改性环氧树脂的混合物为基体、空心玻璃微珠为填料、593和聚醚胺为固化剂所制备的多孔复合材料作为芯材来制备夹层复合吸声结构,制作了该结构的声学测试试件,在脉冲声管中测试了其水下声学性能。结果表明:所设计的夹层复合吸声结构具有较低的密度和良好的吸声性能,证明了该制备工艺设计的合理性。