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。     

相对论带电粒子与电磁波包之间的相互作用

研究了相对论带电粒子与电磁波包之间的相互作用,给出了带电粒子运动方程的严格解,得出了粒子的位置、速度和能量的显示表达式。本文结果对基础等离子体物理、自由电子激光、高功率微波和粒子加速器等领域具有一定的参考意义。     

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。     

重离子碰撞中的量子饱和机制

分别利用胶子半经典饱和与量子饱和机制,研究了相对论重离子碰撞中净余质子产生截面的大横动量现象。通过贝塞尔函数多项式近似与辛普森求积法的结合应用,解决了对贝塞尔函数的二重高振荡积分问题。计算发现:量子饱和机制的计算结果能很好地解释布鲁克海文国家实验室的最新实验现象,从而证实了高能重离子碰撞中胶子量子饱和机制的存在。     

基于EVALPSN的循环式多轿厢电梯避撞设计与实现

多轿厢电梯系统作为垂直运输的新方式,避免轿厢之间的碰撞成为了其安全运行急需解决的重要问题。根据循环式多轿厢电梯控制系统的轿厢安全运行准则,分析了循环式多轿厢电梯系统的避撞控制问题,研究了基于带有强否定的扩展矢量注解的逻辑规划方法,设计一种电梯轿厢安全避障方法。通过建立了禁止轿厢危险运行的EVALPSN算式,避免了派梯中所选轿厢在井道中发生碰撞,保证电梯控制系统的安全运行,实验结果表明:所设计的方法针对循环式多轿厢断电梯避撞问题有较好的效果,可有效地保证多轿厢运行的安全性。     

半轻子弱衰变B→()~(*)l=v_1和|V_cb|的抽取

建立相对论性的组分夸克模型,求解了B和(?)、(?)的BS波函数,并计算出B→(?)和B→(?)跃迁强子矩阵元的形状因子及其斜率,进而计算出半轻子弱衰变B→(?)l v_(t)和B→(?)l v_(t)的衰变宽度.与实验值比较定出CKM矩阵元│v_(cb)│=0.042±0.003.     

轴向输出TE10模式的紧凑型相对论磁控管的粒子模拟

研究了一种轴向输出TE10模式的紧凑型相对论磁控管,该器件采用6谐振腔结构并工作在π模式上,通过4腔轴向输出的结构设计使得谐振腔结构与矩形输出波导之间形成了较好的过渡,实现了矩形TE10模式的微波输出。与衍射输出相对论磁控管相比,这种结构设计不仅能减小磁控管的轴向和径向的尺寸,使得系统更加紧凑化,而且能在输出波导中获得更加纯净的低阶微波模式。利用粒子模拟软件,初步分析和优化了器件的工作性能。模拟结果表明:当电压为500k V,磁场为0.5T时,该器件的工作频率为2.58GHz,输出功率为1.0GW,功率转换效率达到25.0%。