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回旋波整流器永磁聚焦系统仿真分析与设计

王少杰 王自力 马云国 徐泰有 李章张 郭贞山 袁涛 王林梅 王敬东

王少杰, 王自力, 马云国, 等. 回旋波整流器永磁聚焦系统仿真分析与设计[J]. 强激光与粒子束. doi: 10.11884/HPLPB202638.250231
引用本文: 王少杰, 王自力, 马云国, 等. 回旋波整流器永磁聚焦系统仿真分析与设计[J]. 强激光与粒子束. doi: 10.11884/HPLPB202638.250231
Wang Shaojie, Wang Zili, Ma Yunguo, et al. Simulation analysis and design of permanent magnetic focusing system for Gyrotron Rectifier[J]. High Power Laser and Particle Beams. doi: 10.11884/HPLPB202638.250231
Citation: Wang Shaojie, Wang Zili, Ma Yunguo, et al. Simulation analysis and design of permanent magnetic focusing system for Gyrotron Rectifier[J]. High Power Laser and Particle Beams. doi: 10.11884/HPLPB202638.250231

回旋波整流器永磁聚焦系统仿真分析与设计

doi: 10.11884/HPLPB202638.250231
详细信息
    作者简介:

    王少杰,18482027090@163.com

  • 中图分类号: TN146+.2

Simulation analysis and design of permanent magnetic focusing system for Gyrotron Rectifier

  • 摘要: 回旋波整流器是无线输电系统的核心器件,磁场强度和分布直接决定了整流器的效率和功率。本文创新的引入辅助磁路,基于Ansoft Maxwell软件建立回旋波整流器用永磁聚焦系统模型。通过静磁场仿真,分析有无辅助磁路结构,中心轴线和偏移中心轴线不同位置的磁场分布,计算分析了永磁聚焦系统退磁场影响,最终设计了一种匹配C波段回旋波整流器用新型永磁聚焦结构。计算结果表明:均匀区磁感应强度为0.22 T,均匀区长度57 mm,不均匀度为±1.76%,倒向场磁感应强度约为均匀区磁感应强度的10%,分布符合余弦分布的递减要求。通过实际样品验证了仿真计算的符合度,为工程化应用提供有效指导。
  • 图  1  永磁聚焦系统

    Figure  1.  Permanent magnet focusing system

    图  2  不同磁路结构三维截面

    Figure  2.  Three-dimensional cross-sections of differengt magnetic circuit structures

    图  3  不同磁路结构中心轴线磁感应强度分布

    Figure  3.  The distribution of magnetic induction intensity along the central axis of different magnetic circuit structures

    图  4  偏离中心线不同位置磁场分布

    Figure  4.  Magnetic field distribution at different positions deviating from the centerline

    图  5  退磁场计算结果

    Figure  5.  Demagnetizing result

    图  6  纵截面磁场分布云

    Figure  6.  Cross-sectional magnetic field distribution map

    图  7  实际产品照片

    Figure  7.  Actual product drawing

    图  8  仿真模型及结果与实测结果对比

    Figure  8.  half-stucture simulation model and Comparison of simulation result with measured results

  • [1] 王秩雄, 王挺, 乔斌. 无线输电技术与卫星太阳能电站的发展前景[J]. 空间电子技术, 2006, 3(2): 6-12

    Wang Zhixiong, Wang Ting, Qiao Bin. Wireless power transmission and solar power satellite[J]. Space Electronic Technology, 2006, 3(2): 6-12
    [2] 王秩雄, 胡劲蕾, 梁俊, 等. 无线输电技术的应用前景[J]. 空军工程大学学报(自然科学版), 2003, 4(1): 82-85

    Wang Zhixiong, Hu Jinlei, Liang Jun, et al. Application prospect of wireless electric power transmission technology[J]. Journal of Air Force Engineering University (Natural Science Edition), 2003, 4(1): 82-85
    [3] 徐子枫. X波段大功率回旋波整流器的研究[D]. 成都: 电子科技大学, 2017

    Xu Zifeng. Research of high-power cyclotron wave rectifier in X band[D]. Chengdu: University of Electronic Science and Technology of China, 2017
    [4] 邓强. 5.8GHz回旋波整流器的研究[D]. 成都: 电子科技大学, 2013

    Deng Qiang. Research of 5.8GHz cyclotron wave rectifier[D]. Chengdu: University of Electronic Science and Technology of China, 2013
    [5] 刘盛纲. 微波电子学导论[M]. 北京: 国防工业出版社, 1985

    Liu Shenggang. Introduction to microwave electronics[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 1985
    [6] Vanke V A, Matsumoot H, Shinohaar N, et al. Cyclotron wave converter of microwave into DC[J]. IEICE Tanrs on Electronics, 1998, E81-C: 1136.
    [7] 徐子枫, 李天明, 刘坤. 2.85GHz回旋波整流器高频系统的设计及优化[J]. 电源学报, 2017, 15(1): 38-42 doi: 10.13234/j.issn.2095-2805.2017.1.38

    Xu Zifeng, Li Tianming, Liu Kun. Design and optimization of cyclotron wave rectifier cavity at 2.85 GHz[J]. Journal of Power Supply, 2017, 15(1): 38-42 doi: 10.13234/j.issn.2095-2805.2017.1.38
    [8] 赵晓云, 李家胤, 孙治国. 回旋波整流器高频系统设计与粒子模拟研究[J]. 微波学报, 2008, 24(4): 71-76

    Zhao Xiaoyun, Li Jiayin, Sun Zhiguo. Study of cyclotron-wave rectifier resonator and PIC simulation[J]. Journal of Microwaves, 2008, 24(4): 71-76
    [9] 赵晓云. 基于回旋谐振机制的特殊电真空器件研究[D]. 成都: 电子科技大学, 2011

    Zhao Xiaoyun. Study of two special vacuum electronic devices based on cyclotron resonance mechanism[D]. Chengdu: University of Electronic Science and Technology of China, 2011
    [10] 黄润烨. C波段大功率高效率回旋波整流器的研究[D]. 成都: 电子科技大学, 2020

    Huang Runye. Research of high-power and high-efficiency cyclotron wave rectifier in C band[D]. Chengdu: University of Electronic Science and Technology of China, 2020
    [11] 吴华夏, 江祝苗, 方卫, 等. 一种毫米波多注行波管倒向场永磁聚焦系统: 101944469B[P]. 2012-05-30

    Wu Huaxia, Jiang Zhumiao, Fang Wei, et al. Reversed-field permanent-magnet focusing system for multi-beam millimeter wave traveling-wave tubes and manufacturing method thereof: 101944469B[P]. 2012-05-30
    [12] 吉尔默A S. 行波管原理[M]. 吴常津, 译. 北京: 中国电子科技集团公司第十二研究所, 1994

    Gilmour A S. Principles of traveling wave tubes[M]. Wu Changjin, trans. Beijing: The 12th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, 1994
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-07-21
  • 修回日期:  2026-04-10
  • 录用日期:  2026-01-22
  • 网络出版日期:  2026-04-28

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