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等离子体—腔混合模耦合腔行波管非线性注—波互作用分析 预览 被引量:2
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作者 李建清 江丽军 莫元龙 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期 1429-1433,共5页
用模式展开的方法分析了等离子体-腔混合模耦合腔行波管的非线性注-波互作用过程,导出了其考虑相对论效应的非线性注-波互作用自洽工作方程组.用格林函数法求解各向异性背景等离子体(介电常数张量)下的空间电荷场.编写了计算机模拟软件... 用模式展开的方法分析了等离子体-腔混合模耦合腔行波管的非线性注-波互作用过程,导出了其考虑相对论效应的非线性注-波互作用自洽工作方程组.用格林函数法求解各向异性背景等离子体(介电常数张量)下的空间电荷场.编写了计算机模拟软件,用来分析等离子体-腔混合模耦合腔行波管的增益、效率、输出功率、瞬时带宽等重要的非线性特性,计算结果表明:工作在等离子体-腔混合模式下的耦合腔行波管,瞬时带宽达到20%~30%,效率达到50%以上. 展开更多
关键词 耦合腔行 等离子体—腔混合模 空间电荷场 非线性作用 各向异性等离子体
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W波段螺旋波纹波导回旋行波管注波互作用的非线性分析 被引量:1
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作者 薛智浩 刘濮鲲 杜朝海 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1-8,共8页
回旋行波管是下一代高分辨率成像雷达、高速率远程通信等电子系统首选的高功率电磁波辐射源,在国防安全方面具有重要的战略意义.研究发现,螺旋波纹波导回旋行波管具有较大的带宽,较高的电子效率及稳定性.本文从有源麦克斯韦方程组出发,... 回旋行波管是下一代高分辨率成像雷达、高速率远程通信等电子系统首选的高功率电磁波辐射源,在国防安全方面具有重要的战略意义.研究发现,螺旋波纹波导回旋行波管具有较大的带宽,较高的电子效率及稳定性.本文从有源麦克斯韦方程组出发,系统地推导了螺旋波纹波导的色散方程及非线性注波互作用理论,数值计算结果与已有的实验报道基本相符.在此基础上,设计了W波段螺旋波纹回旋行波管,工作电压为80 kV,工作电流为5 A,中心频率为95 GHz,3 dB带宽约4.5%,饱和增益为52 dB,最大输出功率为142 kW,电子效率达20%-35%.最后,本文计算了电流、电压及输入功率的改变对W波段螺旋波纹波导回旋行波管输出性能的影响. 展开更多
关键词 回旋行 螺旋 非线性作用
W波段螺旋波纹波导回旋行波管注波互作用的非线性分析 被引量:2
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作者 薛智浩 刘濮鲲 +1 位作者 杜朝海 李铮迪 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第17期1-8,共8页
本文从有源麦克斯韦方程组出发,系统地推导了螺旋波纹波导的色散方程及非线性注波互作用理论,数值计算结果与已有的实验报道基本相符.在此基础上,设计了W波段螺旋波纹回旋行波管,工作电压80kV,工作电流5A,中心频率95GHz,3dB带宽... 本文从有源麦克斯韦方程组出发,系统地推导了螺旋波纹波导的色散方程及非线性注波互作用理论,数值计算结果与已有的实验报道基本相符.在此基础上,设计了W波段螺旋波纹回旋行波管,工作电压80kV,工作电流5A,中心频率95GHz,3dB带宽约4.5%,饱和增益52dB,最大输出功率142kW,电子效率达20%-35%.最后,本文计算了电流,电压及输入功率的改变对W波段螺旋波纹波导回旋行波管输出性能的影响. 展开更多
关键词 回旋行 螺旋 非线性作用
基于速调管2.5维粒子模型的非线性注波互作用的研究 预览 被引量:3
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作者 高冬平 丁耀根 +2 位作者 刘濮鲲 杜朝海 赵鼎 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期 2490-2495,共6页
该文采用恰当的近似提出了速调管专用的2.5D粒子模型,并基于该模型研究速调管中复杂的非线性注波互作用过程。该模型采用粒子模拟的思想将电荷和电流恰当地分配到空间网格上,采用时域有限差分方法(FDTD)求解麦克斯韦方程组以精确解出... 该文采用恰当的近似提出了速调管专用的2.5D粒子模型,并基于该模型研究速调管中复杂的非线性注波互作用过程。该模型采用粒子模拟的思想将电荷和电流恰当地分配到空间网格上,采用时域有限差分方法(FDTD)求解麦克斯韦方程组以精确解出电子注的空间电荷场,采用端口近似方法模拟高频谐振腔场对电子注的影响,最后基于洛伦兹力方程求解电磁场对粒子的推动作用。该模型首次将FDTD和端口近似方法结合起来,能够比传统的1维非线性模型更加精确地模拟互作用的物理过程,同时又比全3维模拟方法节约计算资源。基于该物理模型编制了国内首个速调管2.5D粒子模拟程序KLY2D,并仿真了一支S波段50MW高峰值功率速调管。理论计算与实验结果一致,说明了物理模型和程序的可靠性,这对推动高功率速调管的设计和发展具有重要的推动作用。 展开更多
关键词 速调管 时域有限差分 粒子模拟 非线性作用
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螺旋线行波管三维频域非线性注波互作用的计算 被引量:9
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作者 郝保良 肖刘 +4 位作者 刘濮鲲 李国超 姜勇 易红霞 周伟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期3118-3124,共7页
基于行波管中慢电磁行波的周期传输特性和能流坡印廷定理,考虑高频结构的衰减、切断、螺距的渐变与跳变对互作用的影响,建立了螺旋线行波管三维场论非线性自洽工作方程组.通过傅里叶展式将时域中的电流变换为与频率相关的交流电流分量,... 基于行波管中慢电磁行波的周期传输特性和能流坡印廷定理,考虑高频结构的衰减、切断、螺距的渐变与跳变对互作用的影响,建立了螺旋线行波管三维场论非线性自洽工作方程组.通过傅里叶展式将时域中的电流变换为与频率相关的交流电流分量,采用等离子体粒子模拟的方法,求解离散化的亥姆霍兹方程获得空间电荷场的三维数值解.计算三维电子轨迹,得到精确的互作用后的电子能谱结构,为多级降压收集极的设计提供关键参数.计算结果与电子所Ku波段的测试值比较具有较好的一致性,并分析了互作用后的电子能谱结构,与多级降压收集极的实验基本符合. 展开更多
关键词 非线性作用 空间电荷场 等离子体粒子模拟
S波段耦合腔行波管非线性注-波互作用方程组的数值解 预览
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作者 谢荣祥 王彬 谢文楷 《现代电子技术》 2009年第4期 131-133,137,共4页
推导了考虑相对论效应的一维非线性注-波互作用自洽工作方程组。借鉴田炳耕的圆盘模型推导空间电荷场。对空间电荷场表达式提出简化假设并使其归一化,该假设将大大节省考虑空间电荷场时的计算时间。编写计算机程序对注-波互作用自洽工... 推导了考虑相对论效应的一维非线性注-波互作用自洽工作方程组。借鉴田炳耕的圆盘模型推导空间电荷场。对空间电荷场表达式提出简化假设并使其归一化,该假设将大大节省考虑空间电荷场时的计算时间。编写计算机程序对注-波互作用自洽工作方程组进行了数值求解,利用该程序分析了空间电荷力对注-波互作用的影响,得出S波段耦合腔行波管的效率,增益和瞬时带宽。计算结果表明:在2.87~3.35 GHz频带范围内效率达到14%以上,增益大于18.5 dB,瞬时带宽达到15%,结果达到设计要求。 展开更多
关键词 耦合腔行 空间电荷场 非线性-作用 S 数值模拟
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行波管中慢电磁行波与电子注非线性互作用普遍理论 被引量:9
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作者 李建清 莫元龙 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期 4117-4122,共6页
在同时考虑多信号输入和相对论效应的情况下,利用波导激励理论获得了行波管中慢电磁行波与电子注非线性互作用的全三维自洽工作方程组,包括激发方程、运动方程、能量转化方程、相位演化方程等,适合大部分行波管中慢电磁行波与电子注... 在同时考虑多信号输入和相对论效应的情况下,利用波导激励理论获得了行波管中慢电磁行波与电子注非线性互作用的全三维自洽工作方程组,包括激发方程、运动方程、能量转化方程、相位演化方程等,适合大部分行波管中慢电磁行波与电子注的非线性互作用过程.利用该理论具体分析了一个宽带螺旋线行波管在多信号输入时的交叉调制,并与实验结果进行了比较,验证了理论和计算的正确性。另外,还模拟了一个相对论盘荷波导行波管中的非线性注波互作用过程。 展开更多
关键词 慢电磁行 非线性作用 交叉调制
行波管多信号非线性注波互作用的网络并行计算 预览
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作者 李建清 莫元龙 +1 位作者 张勇 周晓岚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期 583-586,共4页
把网络并行计算技术应用于微波管的研究领域,提出了用于计算2.5维行波管多信号非线性注波互作用的基于TCP/IP协议的网络并行计算模型,编写了模拟行波管多信号非线性注波互作用过程的网络并行计算程序,其可在工作站和微机组成的计算机网... 把网络并行计算技术应用于微波管的研究领域,提出了用于计算2.5维行波管多信号非线性注波互作用的基于TCP/IP协议的网络并行计算模型,编写了模拟行波管多信号非线性注波互作用过程的网络并行计算程序,其可在工作站和微机组成的计算机网络环境中实现并行计算.计算结果表明,该网络并行算法能够有效地减少行波管多信号非线性注波互作用的计算时间,提高工作效率. 展开更多
关键词 多信号非线性作用 TCP/IP协议 网络并行计算 主从计算模式
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