导读:本文包含了虚阴极论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:阴极,振荡器,谐振,同轴,微波,功率,波导。
虚阴极论文文献综述
张运俭,丁恩燕[1]（2019）在《反馈型TM_(01)主模同轴虚阴极振荡器》一文中研究指出作为一种空间电荷高功率微波器件,同轴虚阴极振荡器微波输出模式一般为TM_(01)与TE_(11)模式的混合模式.本文通过数值模拟及实验分析,对同轴虚阴极振荡器进行了结构调整,提出了一种同轴反馈式虚阴极振荡器.通过对阳极网的结构设计,器件内阳极网的反馈结构改变了阳极网内虚阴极反射电子束的分布,实现了同轴虚阴极振荡器以TM_(01)模式为主要模式输出的高功率微波.同轴虚阴极振荡器在工作电压400 kV下微波输出850 MW,微波脉宽半高宽约30 ns,频率为4.1 GHz.(本文来源于《物理学报》期刊2019年20期）
区杰俊,邵浩,宋志敏,张余川,廖成[2]（2015）在《径向叁腔预调制型同轴虚阴极振荡器数值模拟》一文中研究指出径向叁腔预调制型同轴虚阴极振荡器的叁腔调制腔结构由3个半开放式同轴谐振腔构成,能起到显着的束流调制作用,从而提高了电子束与微波场的耦合效率。数值模拟结果表明:改变调制腔长度可对系统工作频率进行调谐,其效率为3 dB时的调谐带宽约为400 MHz。经过优化设计,在二极管输入电压约为600 kV,发射电流约为60 kA的条件下,获得了平均功率约为7.2 GW,工作频率为2.67 GHz的微波输出,束波转换效率达到20%。(本文来源于《现代应用物理》期刊2015年02期）
马乔生[3]（2015）在《新型高效率虚阴极振荡器》一文中研究指出结合低磁场返波管振荡器和虚阴极振荡器的优点,设计了一个具有较高效率的虚阴极振荡器,通过添加半反射腔,使虚阴极在由阳极箔、波导和半反射腔组成的准谐振腔内形成,实现器件的高效率、高功率运行。当电子能量和束流分别为480keV和23kA时,采用2.5维粒子模拟(PIC)程序模拟得到频率为3.7GHz、功率为2.6GW的微波输出,器件束波转换效率约为23%。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2015年05期）
区杰俊[4]（2015）在《调制增强型同轴虚阴极振荡器理论分析与数值模拟》一文中研究指出与传统的虚阴极振荡器相比,同轴虚阴极振荡器振荡器具有更高的束波转换效率、频率稳定和长脉冲工作能力等优点,成为了一种具有良好应用前景的高功率微波发生器,但其效率低下的缺点仍然是限制其发展的最大障碍。旨在推动其实用化目标的实现,本文将从理论和数值模拟上开展束流调制机制对该类型器件效率影响的研究,为调制增强型同轴虚阴极振荡器的设计提供基础。本文基于一维稳态的假设初步建立了同轴虚阴极振荡器的简化物理模型,获得了电子束与互作用腔内振荡电场之间的非线性谐振增益,并对非线性谐振过程进行了深入的讨论。基于该物理模型分析了束流预调制机制对虚阴极振荡器效率的影响,并利用数值模拟方法对其相关物理规律进行验证,其分析结果指出调制增强是提高该器件微波产生效率最有效的措施之一。基于强流电子束在同轴谐振腔中调制过程的分析,建立了调制腔中TEM模式与电子束相互作用的一维模型,分析了调制电场强度、调制腔数量及其间隙宽度对束流调制效果的影响,从中获得了引入多腔调制腔结构和增强调制腔内电场强度的两种调制增强手段。为验证理论结果的有效性,先后提出了叁腔与调制型同轴虚阴极振荡器和双腔调制增强型同轴虚阴极振荡器的两种模型。通过数值模拟优化设计,前者获得了输出功率约为7.20 GW,效率约20%的高功率微波输出,后者得到了输出功率约为7.05GW,效率约为19.6%的纯净的输出结果。该数值模拟结构进一步表明,束流预调制对于提高虚阴极振荡器效率具有重要作用。(本文来源于《西南交通大学》期刊2015-05-01）
苏东,邓立科,王斌[5]（2014）在《离子通道中的虚阴极辐射》一文中研究指出提出了一种新型的基于等离子体的多级虚阴极振荡器物理模型并展开了研究.研究表明:当电子束通过稠密等离子体背景时,由于离子背景和焦点处虚阴极的共同作用,得以形成多级虚阴极;多级虚阴极对电子的作用,使电子在各级之间振荡,从而产生高功率微波辐射.这是与离子通道横向的betatron振荡完全不同的一种辐射机理.通过质点网格(particle in cell)法模拟验证了多级虚阴极的形成,模拟中发现,所选参数TM024模被激发起来.最后,在所建模型的基础之上对辐射特性做了详细分析.(本文来源于《物理学报》期刊2014年23期）
杨永旺,杨占峰,李永东,邵浩,刘纯亮[6]（2014）在《预调制型同轴虚阴极振荡器数值模拟》一文中研究指出提出一种高效率预调制型同轴虚阴极振荡器,进行了数值模拟研究。研究表明:径向束流预调制型同轴虚阴极振荡器利用在束-波互作用区加载金属圆环形成谐振腔,改变束-波互作用区的电场,对电子束进行调制。圆筒形金属形成的调制腔产生的电场既对电子束进行了调制,同时对微波频率进行了锁定,其谐振频率主要是由加载的金属圆筒的长度和两个圆筒之间的径向距离决定。经过优化设计,在600 kV,73 kA无外加引导磁场的条件下,预调制型同轴虚阴极振荡器获得了平均功率6 GW,频率为2.575 GHz的微波输出,效率达到13.94%。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2014年06期）
耿力东,杨宇,伍友成,郝世荣,张南川[7]（2014）在《带慢波结构的虚阴极振荡器》一文中研究指出为探索新型高效率微波器件,受其它带慢波结构器件的启发,设计了由微波预调制腔、慢波结构腔和微波提取腔组成的新型虚阴极振荡器。研究表明,由于慢波结构的存在,束-波转换效率高于普通虚阴极振荡器,在电压550kV、电流16kA下,可以获得频率为1.95GHz,1.4GW的周期平均功率,16%的转换效率。随后在加速器平台进行了初步的实验研究,获得了辐射功率约600MW,频率约1.94GHz的微波输出,频率单一,可实现锁频。分析知,由于阴极制作过程导致电子发射不均匀是影响效率的主要原因。实验所测得的束-波转换效率达5%,表明该结构的高功率微波器件可以提高束波转换效率。(本文来源于《微波学报》期刊2014年03期）
卫子安,马锦秀,李元瑞,江正琦,孙彦[8]（2013）在《非磁化等离子体鞘层中二次电子引起虚阴极结构的实验研究》一文中研究指出离子体中高能电子或离子轰击器壁表面会产生二次电子,假如产生的二次电子数量足够多,则会在壁附近积聚形成电势低于壁的虚阴极结构。本文在改进的双等离子体装置上,利用发射探针测量了非磁化等离子体中负偏压的不锈钢平板两侧的鞘层和预鞘结构,用离子能量分析仪测量了离子流能量,研究了由于高速离子轰击平板产生二次电子引发的虚阴极结构。结果显示,平板上下游的鞘层中均有虚阴极出现,但并非对称。平板上下游虚阴极的深度和宽度与离子流的能量,气压,等离子体本底密度,二次电子产额以及平板偏压有关。(本文来源于《第十六届全国等离子体科学技术会议暨第一届全国等离子体医学研讨会会议摘要集》期刊2013-08-15）
刘静,舒挺,李志强[9]（2011）在《同轴波导虚阴极振荡器二极管参数优化的研究》一文中研究指出采用粒子模拟研究了同轴波导虚阴极振荡器二极管参数对微波效率和频率的影响,得到了由二极管参数改变引起的二极管阻抗变化及其对微波效率的影响规律.借鉴具有慢波结构的高功率微波器件中微波模式特性阻抗的计算方法,给出同轴波导虚阴极振荡器中微波主模式特性阻抗的理论计算公式.将理论计算结果与由粒子模拟对器件进行优化后得到的二极管阻抗进行比较,发现当反映电子束特性的二极管阻抗与微波主模式特性阻抗匹配时,虚阴极振荡器具有较高的束波功率转换效率.进一步用特性阻抗对其他几种典型结构的虚阴极振荡器进行分析,验证了该方法的合理性,为设计高效率虚阴极振荡器提供了理论指导.(本文来源于《物理学报》期刊2011年10期）
刘静[10]（2011）在《同轴波导虚阴极振荡器的研究》一文中研究指出虚阴极振荡器作为一种高功率微波器件,其最大缺点是束波转换功率效率较低。为此,本文提出了一种同轴波导虚阴极振荡器的新型结构,并对其展开了深入细致的理论分析和粒子模拟研究,同时进行了初步的实验研究,得到束波转换功率效率为21.8%的模拟结果,揭示了同轴波导虚阴极振荡器在提高功率效率和微波输出功率方面的优势。论文的研究内容包括以下几个方面:提出了同轴波导虚阴极振荡器的新型结构。从环形束在同轴波导内提高束波转换功率效率、提高器件注入电功率和利用反馈机制促进束波相互作用叁个方面分析了这种新型结构在提高功率效率和微波输出功率方面具备的潜在能力。对强流相对论电子束的束流特性进行了理论分析。对层流平衡模型进行了数值计算,得到电子束以层流平衡态传输时空间极限电流对二极管电压和轴向导引磁场的依赖关系;利用电子一维运动稳态模型,推导出同轴波导内环形电子束空间极限电流的解析表达式,并数值求解了考虑到电子数密度非均匀分布的非线性Possion方程,得到电子束空间极限电流与二极管电压、波导结构和电子束结构等参数之间的关系,在此基础上还考虑了电子径向速度分量的影响;对同轴波导虚阴极振荡器的基本物理特性进行了分析。利用电流元模型,对同轴波导虚阴极振荡器的微波输出功率及主模式进行了分析;对叁种现有描述虚阴极振荡器内束波转换功率效率的理论模型进行了重新讨论和分析,修正了原有模型的不当之处,为提高虚阴极振荡器功率效率奠定了理论基础;采用高频电磁场软件得到同轴波导虚阴极振荡器的谐振频率特性;借鉴耦合阻抗的概念,得到了二极管参数对器件功率效率的影响规律。采用2.5维全电磁粒子模拟软件对同轴波导虚阴极振荡器进行了结构设计和参数优化。模拟结果给出了束波作用过程详细的物理图象,得到了二极管电压、轴向导引磁场等电参数和内导体半径、阴阳极间距以及反馈环、调制环、提取环的位置和口径大小等结构参数对器件工作性能的影响规律;在此基础上对器件进行了优化设计,并结合实验室加速器条件进行了模拟研究,得到典型模拟结果。经优化,同轴波导虚阴极振荡器在二极管电压550kV、电流22.8kA、导引磁场1.1T、阴阳极间距1.4cm、电子束厚度1.0cm时,获得功率2.3GW、频率3.77GHz的微波输出,功率效率18.3%,若扣除阳极网80%的透射率,则在束波作用区功率效率为22.8%;在此基础上还提出了同轴二极管结构的同轴波导虚阴极振荡器,虽然器件起振和饱和时间有所增大,但是在二极管电压659kV、束流16.6kA、电子束厚度0.6cm、阳极网透过率90%、阴阳极间距1.7cm、导引磁场1.1T时,获得功率2.4GW、频率3.77GHz的微波输出,器件的功率效率21.8%,扣除阳极网透射率,在束波作用区功率效率为24.2%。另外,探讨了虚阴极向阳极网反射电子和阳极网引起的电子散射对器件工作特性的影响,设计了同轴波导无箔虚阴极振荡器结构,利用用带隙缝的厚阳极板代替阳极网,减小反射电子再次进入二极管区域和阳极网产生等离子体而对器件功率效率的影响。优化后,在导引磁磁场1.1T、二极管电压700kV、电流33kA的条件下,得到微波频率3.77GHz、功率2.6GW的模拟结果,器件的功率效率为11.3%。在实验室Torch-01加速器上对同轴波导虚阴极振荡器开展了初步的实验研究。给出导引磁场、不锈钢针状环形阴极、波导内置阳极网、反馈环以及微波辐射系统等部分的实验设计与加工结果;详细介绍了微波频率、输出功率以及辐射方向图的测量方法;当导引磁场为1.0T、二极管电压为671kV、电流为16.7kA、电子束脉宽为50ns时,得到频率4.30GHz、功率464MW、脉宽10ns的微波输出,微波为TM01主模式,器件的功率效率为4.1%;结合理论分析与粒子模拟结果对实验结果进行了分析。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2011-10-01）
虚阴极论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
径向叁腔预调制型同轴虚阴极振荡器的叁腔调制腔结构由3个半开放式同轴谐振腔构成,能起到显着的束流调制作用,从而提高了电子束与微波场的耦合效率。数值模拟结果表明:改变调制腔长度可对系统工作频率进行调谐,其效率为3 dB时的调谐带宽约为400 MHz。经过优化设计,在二极管输入电压约为600 kV,发射电流约为60 kA的条件下,获得了平均功率约为7.2 GW,工作频率为2.67 GHz的微波输出,束波转换效率达到20%。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
虚阴极论文参考文献
[1].张运俭,丁恩燕.反馈型TM_(01)主模同轴虚阴极振荡器[J].物理学报.2019
[2].区杰俊,邵浩,宋志敏,张余川,廖成.径向叁腔预调制型同轴虚阴极振荡器数值模拟[J].现代应用物理.2015
[3].马乔生.新型高效率虚阴极振荡器[J].强激光与粒子束.2015
[4].区杰俊.调制增强型同轴虚阴极振荡器理论分析与数值模拟[D].西南交通大学.2015
[5].苏东,邓立科,王斌.离子通道中的虚阴极辐射[J].物理学报.2014
[6].杨永旺,杨占峰,李永东,邵浩,刘纯亮.预调制型同轴虚阴极振荡器数值模拟[J].强激光与粒子束.2014
[7].耿力东,杨宇,伍友成,郝世荣,张南川.带慢波结构的虚阴极振荡器[J].微波学报.2014
[8].卫子安,马锦秀,李元瑞,江正琦,孙彦.非磁化等离子体鞘层中二次电子引起虚阴极结构的实验研究[C].第十六届全国等离子体科学技术会议暨第一届全国等离子体医学研讨会会议摘要集.2013
[9].刘静,舒挺,李志强.同轴波导虚阴极振荡器二极管参数优化的研究[J].物理学报.2011
[10].刘静.同轴波导虚阴极振荡器的研究[D].国防科学技术大学.2011
论文知识图
