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G波段分布作用速调管用新型周期永磁聚焦系统

王自成 王元坤 曲兆伟

王自成, 王元坤, 曲兆伟. G波段分布作用速调管用新型周期永磁聚焦系统[J]. 强激光与粒子束, 2020, 32: 063002. doi: 10.11884/HPLPB202032.190364
引用本文: 王自成, 王元坤, 曲兆伟. G波段分布作用速调管用新型周期永磁聚焦系统[J]. 强激光与粒子束, 2020, 32: 063002. doi: 10.11884/HPLPB202032.190364
Wang Zicheng, Wang Yuankun, Qu Zhaowei. New-type periodical permanent magnet focus system for G band extended interaction klystron[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2020, 32: 063002. doi: 10.11884/HPLPB202032.190364
Citation: Wang Zicheng, Wang Yuankun, Qu Zhaowei. New-type periodical permanent magnet focus system for G band extended interaction klystron[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2020, 32: 063002. doi: 10.11884/HPLPB202032.190364

G波段分布作用速调管用新型周期永磁聚焦系统

doi: 10.11884/HPLPB202032.190364
基金项目: 国家自然科学基金项目(61172016);北京市自然科学基金重点项目(201511232037)
详细信息
    作者简介:

    王自成(1966—),男,博士,研究员,从事短毫米波与太赫兹器件的研究;wzich_cn@sina.com

  • 中图分类号: TN128

New-type periodical permanent magnet focus system for G band extended interaction klystron

  • 摘要: 提出了一种新型周期永磁(PPM)聚焦系统,其中,每半个周期的这种PPM聚焦系统由1件极靴和5块永磁体共同组成,第1、第3、第5块永磁体与第2、第4块永磁体的极化方向相反,且任何相距半个周期的2块永磁体均具有相反的极化方向。采用MTSS2018对这种新型PPM聚焦系统的磁场进行了计算,结果表明新型PPM聚焦系统的轴线上磁感应强度Bz具有显著的第3次和第5次空间谐波,在过0点后能够更快上升到峰值,整体构型十分接近具有理想矩形分布的PPM系统。采用MTSS2018对G波段分布作用速调管(EIK)所需的电子枪进行了模拟计算,并采用上面计算的Bz对该电子注进行聚焦,获得了电子注电压为22 kV,电子注电流为215 mA的电子注,电子注最大半径为0.08 mm,满足G波段EIK的应用要求。计算中的峰值磁感应强度仅为1.2$ \sqrt 2 $BB,说明新型PPM聚焦系统与传统PPM聚焦系统相比,可以在较低的峰值磁感应强度的条件下实现电子注的有效聚焦。
  • 图  1  电子枪的MTSS2018模型及计算结果

    Figure  1.  MTSS2018 model for calculating the electron gun and the calculated results

    图  2  新型PPM聚焦系统及其MTSS2018计算模型和计算结果

    Figure  2.  MTSS2018 model for calculating the magnetic fields of the new-type PPM focus system and the calculated results

    图  3  在两种不同Bz构型的磁场的电子注电子轨迹的计算结果

    Figure  3.  Projective view of electron tracks in the beam when two kinds of PPM focus systems with different Bz profile are added

    图  4  传统PPM聚焦系统的MTSS2018计算模型及其计算结果

    Figure  4.  MTSS2018 model for calculating the conventional PPM focus system and the calculated results

    图  5  采用传统PPM聚焦系统时的电子注轨迹

    Figure  5.  Projective view of electron tracks in the beam when the conventional PPM focus system focus system is added

    图  6  新型PPM聚焦系统的Bz与传统PPM聚焦系统的Bz的对比

    Figure  6.  Bz of the new-type PPM focus system compared with that of the conventional PPM focus system

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-09-18
  • 修回日期:  2020-02-09
  • 刊出日期:  2020-05-12

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