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国产ECRH 175 GHz兆瓦回旋管实现500 kW/100 s长脉冲输出
1
作者 胡林林 黄麒力 +11 位作者 胡鹏 卓婷婷 龚胜刚 刘皓中 向永飞 姚徐 郭俊 蒋艺 张鲁奇 孙迪敏 马国武 马弘舸 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第1期41-43,共3页
报道了面向磁约束聚变电子回旋共振加热(ECRH)应用的175 GHz长脉冲回旋管的最新实验进展。该回旋管输出窗采用了金刚石窗,电子枪采用双阳极磁控注入枪,谐振腔工作模式为TE_(28,11),收集极采用了单极降压和纵向扫描线圈。通过实验调试和... 报道了面向磁约束聚变电子回旋共振加热(ECRH)应用的175 GHz长脉冲回旋管的最新实验进展。该回旋管输出窗采用了金刚石窗,电子枪采用双阳极磁控注入枪,谐振腔工作模式为TE_(28,11),收集极采用了单极降压和纵向扫描线圈。通过实验调试和长时间老炼,该回旋管实现了输出功率500 kW、连续工作100 s的实验结果,总效率达到为46%。这是国内首次在ECRH回旋管研究中实现百千瓦级100 s长脉冲输出。 展开更多
关键词 回旋管 兆瓦 电子回旋共振加热 磁约束聚变
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一种微针尖环形阵列阴极电子枪
2
作者 俞道龙 刘志霞 +3 位作者 丁文浩 赵浩东 汪正义 徐季 《真空科学与技术学报》 北大核心 2026年第2期183-192,共10页
文章设计了一种场发射碳纳米管冷阴极微焦点电子枪,阴极采用圆锥形状沿对称轴一分为二,切面为底面,并在圆柱形凹槽内均匀分布,组成环形阵列,该设计呈凹面形状,具备预聚焦效果,为后续聚焦系统提供了更为理想的入射条件。此外,设计中还包... 文章设计了一种场发射碳纳米管冷阴极微焦点电子枪,阴极采用圆锥形状沿对称轴一分为二,切面为底面,并在圆柱形凹槽内均匀分布,组成环形阵列,该设计呈凹面形状,具备预聚焦效果,为后续聚焦系统提供了更为理想的入射条件。此外,设计中还包括菱形栅孔栅网和双曲聚焦电极。阴极采用微针尖设计,显著增强尖端的电场强度,从而提高发射电流密度并降低开启电压;菱形栅孔栅网则能够实现较高的电子通过率;双曲聚焦电极通过优化电场分布实现电子束的高效聚焦,最终使电子束的压缩比达到955。使用CST有限元电磁仿真软件对电子枪的场发射性能进行了分析,通过优化几何参数和调整电压分布,在120 kV阳极电压下,电子枪实现了92.4%的电子通过率、279.1μA的阳极电流和12μm的焦斑尺寸。 展开更多
关键词 碳纳米管 电子枪 场发射 冷阴极 微焦点
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MW级回旋行波管曲面阴极结构磁控注入电子枪研究
3
作者 李金帅 包明明 +12 位作者 徐勇 蔡茂 刘鲁伟 陈静 尹鹏程 蔡金赤 徐进 林显彩 岳玲娜 殷海荣 牛新建 刘迎辉 魏彦玉 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第1期50-57,共8页
为了满足研制兆瓦级大功率回旋行波管对高压、大电流、低电子注速度零散磁控注入电子枪的迫切需求,针对性地给出了一支新型磁控注入单阳极电子枪的设计方案。该新型电子枪方案引入曲面阴极结构,以降低电子枪的速度零散,同时有效增大阴... 为了满足研制兆瓦级大功率回旋行波管对高压、大电流、低电子注速度零散磁控注入电子枪的迫切需求,针对性地给出了一支新型磁控注入单阳极电子枪的设计方案。该新型电子枪方案引入曲面阴极结构,以降低电子枪的速度零散,同时有效增大阴极发射带面积,降低阴极发射密度,从根本上提高电子枪的工作稳定性与寿命。PIC仿真的结果表明:在115 kV、 43 A的工作条件下,该电子枪的横纵速度比为1.05,速度零散为1.63%,引导中心半径为3.41 mm,满足应用需求。 展开更多
关键词 回旋行波管 磁控注入电子枪 高功率毫米波 曲面阴极 速度零散
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基于单磁体的双路强流相对论电子束的产生与优化研究
4
作者 安晨翔 霍少飞 +9 位作者 史彦超 翟永贵 肖仁珍 陈昌华 陈坤 黄慧杰 申留洋 罗凯文 王洪广 李雨晴 《电子与信息学报》 北大核心 2026年第3期1271-1279,共9页
高功率微波(HPM)技术作为现代国防军事和民用科技领域的战略性前沿技术,正引发全球广泛关注和深入研究。然而,受物理机制、材料性能以及制造工艺等多重因素制约,单个HPM源的微波输出功率在提升过程中遭遇了瓶颈,难以实现突破性增长。为... 高功率微波(HPM)技术作为现代国防军事和民用科技领域的战略性前沿技术,正引发全球广泛关注和深入研究。然而,受物理机制、材料性能以及制造工艺等多重因素制约,单个HPM源的微波输出功率在提升过程中遭遇了瓶颈,难以实现突破性增长。为突破这一限制,研究人员提出了HPM合成技术,该技术有效地整合多个HPM源,成功实现了峰值功率输出的显著提升,为HPM技术的发展开辟了新的路径。该文聚焦于多路HPM源合成过程中的时间同步难题,设计了一种双路强流相对论电子束产生装置。该装置采用单台脉冲功率驱动源同步驱动双路二极管,并借助单个线圈磁体实现对双路电子束的有效约束。仿真与实验结果表明:该装置能够稳定产生高品质电子束,其电压高达800 kV、电流为20 kA,总功率达到16 GW。在45 ns电压半高宽区间内,电流波形保持稳定,未出现阻抗崩溃现象。此外,通过对阴极引杆结构的改进优化,电子束的角向电流波动从原有的33.17%大幅减小至3.13%,电子束的品质特性得到了显著提升。该研究结果为多路强流相对论电子束的产生和多路HPM源的功率合成提供了可靠的技术基础,在HPM技术领域具有重要的应用前景。 展开更多
关键词 高功率微波 功率合成 二极管 相对论电子束
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电磁参数对Ka波段大回旋电子枪的影响
5
作者 李宁 王峨锋 +6 位作者 雷朝军 高东硕 赵其祥 雷子涵 徐勇 曾旭 冯进军 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第1期153-159,共7页
介绍了大回旋电子枪的形成理论,分析了电子注在非理想会切磁场中的运动过程,并利用CST和E-Gun对电子枪进行建模和仿真分析。研究了磁场、工作电压、电流对大回旋电子注质量、轨迹的影响,为Ka波段二次谐波大回旋电子注回旋行波管实验测... 介绍了大回旋电子枪的形成理论,分析了电子注在非理想会切磁场中的运动过程,并利用CST和E-Gun对电子枪进行建模和仿真分析。研究了磁场、工作电压、电流对大回旋电子注质量、轨迹的影响,为Ka波段二次谐波大回旋电子注回旋行波管实验测试寻找最佳工作点提供指导,同时降低电子枪在实验过程中的损坏风险。研究表明,电子枪的工作电压过低时,速度比较大,出现电子回轰的现象,对阴极不利;同时,阴极的反向磁场过高时,电子回旋半径过大,会导致电子轰击在电子枪壁上损坏电子枪。最后对比了两种软件的计算结果,分析了各自的特点。 展开更多
关键词 电子枪 大回旋电子注 回旋行波管 CUSP磁场
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兆瓦级回旋管电子注性能及注-波互作用模拟分析
6
作者 刘巧 吕游 +4 位作者 陆瑞琪 赵其祥 曾旭 张亦弛 冯进军 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第2期34-42,共9页
在考虑不同电子注性能(速度离散、电子注厚度、空间电荷效应、起振过程、单/双阳极结构)情况下,建立了完善的时域多模自洽非线性注-波互作用模型。以自研的兆瓦级170 GHz、TE_(25,10)模式工作的回旋管为研究对象,系统分析了高频腔结构... 在考虑不同电子注性能(速度离散、电子注厚度、空间电荷效应、起振过程、单/双阳极结构)情况下,建立了完善的时域多模自洽非线性注-波互作用模型。以自研的兆瓦级170 GHz、TE_(25,10)模式工作的回旋管为研究对象,系统分析了高频腔结构参数变化、起振电流、单/双阳极电子注电压调制及不同速度和电子注离散下的模式竞争情况。数值模拟研究表明:双阳极调制方式能明显抑制模式竞争,在电子注电压80 kV、电流40 A、磁场6.72 T、横纵速度比1.3的工作条件下,可实现1.35 MW输出功率和42.2%的互作用效率。 展开更多
关键词 模式竞争 热核聚变 双阳极电子枪 兆瓦级回旋管
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太赫兹回旋管真空功率负载研究
7
作者 杨海波 刘本田 +3 位作者 张永刚 陈波 刘吉祥 郑智成 《电子质量》 2026年第2期27-31,共5页
太赫兹回旋管是磁约束核聚变装置中电子回旋共振加热系统的核心波源,输出功率、工作频率和脉冲宽度是其关键性能指标。为满足连续波兆瓦级170 GHz回旋管的功率测量需求,本文采用空间高斯波束在负载腔内壁多次反射吸收的方法,设计了一种... 太赫兹回旋管是磁约束核聚变装置中电子回旋共振加热系统的核心波源,输出功率、工作频率和脉冲宽度是其关键性能指标。为满足连续波兆瓦级170 GHz回旋管的功率测量需求,本文采用空间高斯波束在负载腔内壁多次反射吸收的方法,设计了一种新型真空功率负载。该负载以高密度氧化铝陶瓷为腔体材料,不锈钢为外套,通过理论分析与仿真验证,在进水与出水温差为34℃、水流量为7 L/s的条件下,负载可满足1 MW的功率容量要求。该负载研制成功后拟应用于170 GHz回旋管功率测量系统中。本研究为高功率太赫兹回旋管的功率测量提供了有效方案,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 回旋管 太赫兹波 功率负载 功率测量
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基于激光跟踪技术的运动姿势实时辨识方法研究
8
作者 杨磊 赵慧奇 《激光杂志》 北大核心 2026年第2期210-215,共6页
面对复杂环境,传统运动姿势辨识方法的精度难以保证。针对上述问题,研究一种基于激光跟踪技术的运动姿势实时辨识方法。立体激光跟踪仪实时获取运动人体骨骼关键点信息,从关键点信息中提取四个特征参数并标准化处理,以特征参数为输入,... 面对复杂环境,传统运动姿势辨识方法的精度难以保证。针对上述问题,研究一种基于激光跟踪技术的运动姿势实时辨识方法。立体激光跟踪仪实时获取运动人体骨骼关键点信息,从关键点信息中提取四个特征参数并标准化处理,以特征参数为输入,利用概率神经网络辨识运动姿势类型。结果表明,所研究的辨识方法展现出了极低的铰链损失值,即便在样本数量从1增加至100的范围内,其铰链损失始终稳定在2左右的水平,这证明了该方法在运动姿势识别方面能够提供高度精确的结果。 展开更多
关键词 激光跟踪仪 运动姿势 特征参数 概率神经网络 实时辨识方法
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加权联合降维的可集成光网络单元安全逆向控制方法
9
作者 黄振华 李春华 李印鹏 《激光杂志》 北大核心 2026年第3期198-203,共6页
为了提高降低信号解调精度,提出加权联合降维的可集成光网络单元安全逆向控制方法。运用污点数据原理,以三元组精准划分集成光网络单元报文字符,拆解为简单基本单元,并结合加权联合降维技术挖掘权重值较大的关键词,采用Skip-gram模型与... 为了提高降低信号解调精度,提出加权联合降维的可集成光网络单元安全逆向控制方法。运用污点数据原理,以三元组精准划分集成光网络单元报文字符,拆解为简单基本单元,并结合加权联合降维技术挖掘权重值较大的关键词,采用Skip-gram模型与负采样技术构建字词语义分析模型,通过条件概率运算精准推断关键词含义,得出报文风险特征,并依据此特征执行针对性控制策略。此逆向控制方式,能够从结果端反向追溯并控制风险源头,有效降低光信号调制与解调过程中因信号非线性失真引发的信号质量下降问题,实验结果表明,所提方法各个光网络单元安全事件所使用带宽占用率曲线位于最下方,且未超出7.83%,能够准确解析出光网络单元报文内容,抵御攻击类威胁。 展开更多
关键词 加权联合降维 污点数据 光网络单元 Skip-gram模型 条件概率
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K波段220 W空间行波管研制
10
作者 闫冠齐 郭晨 +4 位作者 顾晓玥 孙瑞 马讯 张健 刘楠 《真空电子技术》 2026年第1期59-64,共6页
文章介绍了K波段220 W空间行波管的最新研制情况,通过融合大功率与高可靠性技术、高效率与高线性综合优化技术、参数一致性及高效率辐射散热技术等研究,研制出带宽2.5 GHz、输出功率≥223 W、效率≥66%、相移≤53°、相位一致性在&#... 文章介绍了K波段220 W空间行波管的最新研制情况,通过融合大功率与高可靠性技术、高效率与高线性综合优化技术、参数一致性及高效率辐射散热技术等研究,研制出带宽2.5 GHz、输出功率≥223 W、效率≥66%、相移≤53°、相位一致性在±10°以内的通信、数字数据传输及功率合成应用的空间行波管,完成了样管研制并通过了鉴定试验。 展开更多
关键词 K波段 大功率 高效率与高线性 辐射冷却 可靠性
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W波段半矩形环螺旋线行波管热分析
11
作者 王亮 魏望和 +3 位作者 傅伟鹏 林锟义 吴欣颢 周欣慧 《机电工程技术》 2026年第5期35-40,105,共7页
针对W波段半矩形环螺旋线行波管在高功率工作下的热问题,利用ANSYS Workbench仿真平台建立了包含慢波结构、介质衬底与金属管壳的三维模型,系统研究了该行波管的热分布特性与热形变规律。基于HFSS电磁仿真软件对半矩形环螺旋线慢波结构... 针对W波段半矩形环螺旋线行波管在高功率工作下的热问题,利用ANSYS Workbench仿真平台建立了包含慢波结构、介质衬底与金属管壳的三维模型,系统研究了该行波管的热分布特性与热形变规律。基于HFSS电磁仿真软件对半矩形环螺旋线慢波结构进行高频研究,并利用CST软件的粒子-单元模拟方法得到行波管的金属损耗值为6.2 W,电子注截获的体电流损耗为0.9 W。通过Workbench软件对在7.1 W总热流作用下的半矩形环螺旋线行波管进行热仿真,分析了热流非线性分布导致末端区域温度显著升高的特征,行波管最高温度达161.19℃。进一步分析表明,采用氧化铍衬底可使最高温度降低13.84℃,而若无氧铜材料与氮化硼衬底不存在接触热阻时,行波管最高温度仅为85.27℃。热形变仿真显示,慢波线末端最大热形变量达0.0045 mm。研究结果为毫米波行波管散热设计、材料选型与可靠性提升提供了理论依据。 展开更多
关键词 热分析 半矩形环螺旋线 行波管 热形变
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空间行波管微小放电研究与可靠性提升
12
作者 全京敏 李宝建 +1 位作者 于文杰 赵树利 《真空电子技术》 2026年第1期70-75,共6页
对空间行波管(Traveling Wave Tube, TWT)的微小放电现象进行了系统研究,详细介绍了空间行波管发生微小放电的内在机理。在此基础上,开展了影响微小放电相关因素的分析。通过对行波管微小放电现象的充分研究,分别从优化设计和过程控制... 对空间行波管(Traveling Wave Tube, TWT)的微小放电现象进行了系统研究,详细介绍了空间行波管发生微小放电的内在机理。在此基础上,开展了影响微小放电相关因素的分析。通过对行波管微小放电现象的充分研究,分别从优化设计和过程控制两方面提出了降低行波管微小放电概率的相应可靠性提升措施,并建立了微小放电监测系统,为提升空间行波管的可靠性提供技术支撑。 展开更多
关键词 空间行波管 微小放电 放电机理 高可靠性
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基于相位校正的新型回旋管准光模式变换器设计
13
作者 田德成 张瑞 +2 位作者 赵国慧 王勇 田露 《真空科学与技术学报》 北大核心 2026年第3期213-220,共8页
相位作为电磁场分布的重要信息,在回旋管准光模式变换器的设计中起着关键作用。文章围绕相位校正完成了170GHz,TE31,8模式回旋管准光模式变换器设计。基于标量衍射积分理论与快速傅里叶变换(FFT)方法,设计了混合型辐射器,该结构支持任... 相位作为电磁场分布的重要信息,在回旋管准光模式变换器的设计中起着关键作用。文章围绕相位校正完成了170GHz,TE31,8模式回旋管准光模式变换器设计。基于标量衍射积分理论与快速傅里叶变换(FFT)方法,设计了混合型辐射器,该结构支持任意形式的内壁扰动,并在辐射口径处实现98.7%的矢量高斯含量。此外,结合高斯波束传播理论,利用相位差算法优化设计了三级镜面系统,有效提升了波束的横向输出效率与高斯模式纯度,并将结果与传统Katsenelenbaum-Semenov(KS)算法进行对比分析。仿真结果表明,相位差算法校正效果更佳,最终波束在输出窗上的标量高斯含量可达99.6%,矢量高斯含量达98.2%。 展开更多
关键词 回旋管 准光模式变换器 相位校正 混合型 相位差 Katsenelenbaum-Semenov算法
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Study of dual-frequency-band millimeter-wave extended interaction klystron based on dual-2πmode
14
作者 XU Che LU Jia-Ni +1 位作者 TANG Yong-Liang TANG Xian-Feng 《红外与毫米波学报》 北大核心 2026年第1期42-50,共9页
本文基于双2π模式的多模工作机制,提出了一种新型的双频段毫米波扩展互作用速调管放大器(EIKA)。该设计由宽带行驻波模式输入腔和双2π驻波模式输出腔构成,形成紧凑的慢波结构设计,总电路长度约为24 mm。粒子仿真结果表明,在15.6 kV、... 本文基于双2π模式的多模工作机制,提出了一种新型的双频段毫米波扩展互作用速调管放大器(EIKA)。该设计由宽带行驻波模式输入腔和双2π驻波模式输出腔构成,形成紧凑的慢波结构设计,总电路长度约为24 mm。粒子仿真结果表明,在15.6 kV、1 A的电子束和0.6 T的均匀磁场作用下,该器件在93.76~94.96 GHz的1.20 GHz带宽可以达到183~1024 W的输出功率。值得注意的是,它可以实现低2π和高2π频段的双频输出,在-3 dB带宽分别为0.33 GHz和0.20 GHz的情况下,最大增益为37.09 dB(93.90 GHz时为1024.10 W)和35.75 dB(94.84 GHz时为752.20 W)。通过微扰法-冷测实验,得到了典型的双2π模场分布曲线,进一步验证了双2π模设计的有效性。 展开更多
关键词 扩展互作用速调管 双频段 多模 毫米波 真空电子学
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空间行波管阴极动力学演化试验研究
15
作者 白桦 阳辉 孙旭朋 《环境技术》 2026年第2期7-16,共10页
M型阴极作为空间行波管核心损耗性部件,其可靠性直接决定行波管整管寿命。选取5只结构相似、阴极材料相同的Ka波段空间行波管样品,整合近期完成的基于非线性动力学退化的快速寿命试验数据以及前期积累的寿命试验数据。通过数据预处理、... M型阴极作为空间行波管核心损耗性部件,其可靠性直接决定行波管整管寿命。选取5只结构相似、阴极材料相同的Ka波段空间行波管样品,整合近期完成的基于非线性动力学退化的快速寿命试验数据以及前期积累的寿命试验数据。通过数据预处理、扩展卡尔曼滤波降噪、非线性动力学特征分析等方法筛选稳定退化区间,基于贝叶斯信息准则(BIC)从10种备选模型中优选阴极电流退化模型,采用自助重抽样法计算外推寿命置信区间,并通过柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫(K-S)检验确定最优寿命分布。分析结果显示所有样品的阴极电流最优退化模型为第二类幂率模型;基于非线性动力学的试验方法在相同置信度下显示出更窄的寿命区间;5只样品外推寿命点估计范围为11万~29万小时,阴极寿命最优服从威布尔分布,尺度参数225 585 h,形状参数3.72,平均寿命约203 640 h。研究显示基于动力学退化的试验与建模方法可实现阴极寿命的快速、精准评估,其评估精度与效率均优于常规寿命试验方法;所得威布尔分布参数及寿命数据可为空间行波管阴极寿命全面评价及可靠性保障提供关键技术支撑。 展开更多
关键词 行波管 阴极 寿命预测 动力学演化 威布尔分布
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G波段大功率脉冲行波管技术新进展
16
《真空电子技术》 2026年第1期69-69,共1页
G波段大功率脉冲行波管是太赫兹雷达系统末级功率放大器,属关键核心器件。重点实验室采用改进型慢波系统,兼具大带宽、高功率、低损耗、抗轰击等特性,解决了高功率与高工作比难以兼顾的难题,首次实现了大功率行波管在高工作比下稳定工作... G波段大功率脉冲行波管是太赫兹雷达系统末级功率放大器,属关键核心器件。重点实验室采用改进型慢波系统,兼具大带宽、高功率、低损耗、抗轰击等特性,解决了高功率与高工作比难以兼顾的难题,首次实现了大功率行波管在高工作比下稳定工作,实测工作比40%下,输出功率高达60 W,并已应用到某高分辨率成像系统。 展开更多
关键词 G波段 末级功率放大器 太赫兹雷达系统
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大功率速调管腔体新型加载结构的设计
17
作者 徐世翔 耿志辉 +2 位作者 张瑞 张志强 廖云峰 《真空电子技术》 2026年第1期47-53,共7页
为克服传统大功率速调管加载结构腔体中FeSiAl等衰减材料涂层易脱落,加载效果难以精准调节,以及散热不良导致的热堆积等问题,提出并设计了两种新型的谐振腔加载结构。第一种方案为金属脊与衰减材料交错加载结构。该结构通过在腔盖上呈... 为克服传统大功率速调管加载结构腔体中FeSiAl等衰减材料涂层易脱落,加载效果难以精准调节,以及散热不良导致的热堆积等问题,提出并设计了两种新型的谐振腔加载结构。第一种方案为金属脊与衰减材料交错加载结构。该结构通过在腔盖上呈同心且交错放置金属脊和衰减材料,改善了衰减材料的散热效果,同时利用车削调节脊的高度即可实现烧结后加载效果的调节,实现了最高32%的品质因数(Q值)调节范围,使衰减材料的峰值温度降至传统结构的86.27%;第二种方案为全金属脊加载结构,通过在腔盖外圆周与腔壁间引入可调节高度和数量的金属脊,实现了最高64.3%的Q值调节范围,且加载结构峰值温度降低至传统结构的51.44%,从根本上消除了衰减材料涂层的蒸发与脱落风险,同时简化了实现腔体加载的工艺。对工作频率为1.3 GHz圆柱腔的电磁与热仿真,结果表明两种新结构均能有效降低腔体Q值,分别最低可降至未加载腔体的14.3%和16.7%,且具备良好的散热性能和灵活可调的加载效果,为提升大功率速调管的带宽、稳定性及可靠性提供了有效的技术途径。 展开更多
关键词 大功率速调管 腔体加载 热仿真
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高功率宽频带W波段回旋行波管技术新进展
18
《真空电子技术》 2026年第1期69-69,共1页
W波段回旋行波管在远程精密感知方面具有重要应用。重点实验室采用TE_(02)工作模式和创新性的磁场配置与衰减材料优化,解决了高阶模式下的竞争振荡与热失效问题,首次实现了W波段回旋行波管在高阶模式TE_(02)模下的零驱动稳定性,并在实... W波段回旋行波管在远程精密感知方面具有重要应用。重点实验室采用TE_(02)工作模式和创新性的磁场配置与衰减材料优化,解决了高阶模式下的竞争振荡与热失效问题,首次实现了W波段回旋行波管在高阶模式TE_(02)模下的零驱动稳定性,并在实验中获得了输出功率≥125 kW、带宽8 GHz的综合性能。 展开更多
关键词 TE_工作模式 W波段回旋行波管
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相对论强流电子束驱动的X波段同轴回旋管腔体设计 被引量：2
19
作者 安晨翔 周宁 +6 位作者 陈坤 王登攀 李冲 桂猷猷 杨以航 崔新红 史彦超 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第7期28-33,共6页
在爆炸发射阴极驱动下,相对论回旋管常因超高束流电流(>300A)易发生虚阴极现象,电子束也极易轰击导体内表面,并伴随回旋共振(Cyclotron Resonance)和回旋返波振荡(Gyro-Backward-Wave Oscillation,BWO)模式的非预期激励。采用通过理... 在爆炸发射阴极驱动下,相对论回旋管常因超高束流电流(>300A)易发生虚阴极现象,电子束也极易轰击导体内表面,并伴随回旋共振(Cyclotron Resonance)和回旋返波振荡(Gyro-Backward-Wave Oscillation,BWO)模式的非预期激励。采用通过理论分析与三维粒子模拟相结合的方法,系统探究了X波段同轴回旋管腔体在强流相对论电子束(Intense Relativistic Electron Beam,IREB)驱动下的电磁特性。结果表明,通过腔体几何优化与电子束参数匹配可实现强流相对论电子束的稳定传输与TE01单模工作。腔体品质因数(Q_(cav))的合理取值对于抑制寄生模式竞争至关重要。当Q_(cav)<65时,会激励TE_(21)-BWO模式;当Q_(cav)>90时,会激励TE_(31)回旋共振模式;而Q_(cav)=65~90区间内可稳定维持TE_(01)单模振荡,输出功率达35 MW(电压300 kV、电流500 A、横纵速度比1.2),对应效率34.4%。进一步研究表明,该腔体对电子束速度零散(Δβ<25%)具备显著鲁棒性,为高功率微波源设计提供了重要参考。 展开更多
关键词 相对论回旋管 强流相对论电子束 模式竞争 三维粒子模拟
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亚微米碳基薄膜抑制二次电子发射效应及其对微放电阈值的调控 被引量：1
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作者 段潮锋 胡笑钏 +3 位作者 楚坤 王健 封国宝 胡天存 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第9期802-809,共8页
在微波场作用下,空间电子谐振倍增引起的微放电效应是导致航天器性能下降的重要因素。碳薄膜通过抑制二次电子发射,对降低微放电效应风险具有显著潜力。研究采用磁控溅射法,通过控制溅射功率在铜表面沉积不同厚度的亚微米碳基薄膜,测量... 在微波场作用下,空间电子谐振倍增引起的微放电效应是导致航天器性能下降的重要因素。碳薄膜通过抑制二次电子发射,对降低微放电效应风险具有显著潜力。研究采用磁控溅射法,通过控制溅射功率在铜表面沉积不同厚度的亚微米碳基薄膜,测量其二次电子发射系数(Secondary electron yield,SEY),采用扫描电子显微镜对样品表面形貌、成分、薄膜厚度进行分析表征,通过CST Studio Suite软件预测平行平板波导模型的微放电阈值功率。结果表明,随着薄膜厚度从0增大至1239 nm,SEY最大值从2.18近似指数下降至1.72,第二临界能量从2810 eV下降至927 eV,且当厚度超过938 nm时,SEY最大值趋于稳定。微放电仿真显示,当f·d=5 GHz·mm时,938 nm的碳薄膜能够将平行平板波导模型的微放电功率阈值缩小21.27 kW。文章深入探讨了SEY与碳薄膜厚度之间的定量关系,且预示了碳薄膜在缩小微放电敏感区间方面的应用潜力,对于抑制航天器微波器件微放电效应、提升航天器空间可靠性方面具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 微放电 碳薄膜 二次电子发射 薄膜厚度 铜
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