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强流电子束阻抗对相对论速调管放大器注入及群聚特性的影响分析

张泽海 舒挺 张军 戚祖敏

强流电子束阻抗对相对论速调管放大器注入及群聚特性的影响分析

张泽海, 舒挺, 张军, 戚祖敏
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  • 通过数值计算及粒子模拟程序, 分析了强流电子束阻抗、电压及电流特性对相对论速调管放大器(relativistic klystron amplifier, RKA)中束流调制、群聚特性的影响, 其中粒子模拟程序中采用 束发射方式以精确控制电子束的阻抗.结果表明, 低阻抗电子束有利于减小群聚距离, 缩短RKA器件的整体长度, 不利于注入微波对电子束的调制, 而高阻抗电子束情况正好相反.在电子束阻抗不变时, 增加电子束加速电压类似于增大电子束阻抗的情况.另外, 用粒子模拟方法确定了不同阻抗电子束对特定输入腔的电子负载电导, 从而可以得到不同阻抗的强流电子束对种子源 功率水平的需求以及对输入腔外观品质因数的要求.
    [1]

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    Liu J, Shu T, Li Z Q 2010 High Power Laser and Particle Beams 22 1 (in Chinese) [刘静, 舒挺, 李志强 2010 强激光与粒子束 22 1]

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    Benford J, Swegle J A, Schamiloglu E (translated by Jiang W H, Zhang C) 2009 High Power Microwaves (2nd Ed.) (Beijing: National Defense Industry Press) p315 (in Chinese) [Benford J, Swegle J A, Schamiloglu E著 (江伟华, 张驰译) 2009高功率微波(第二版) (北京:国防工业出版社) 第315页]

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    Wu Y, Xu Z, Xu Y, Jin X, Chang A B, Li Z H, Huang H, Liu Z, Luo X, Ma Q S, Tang C X 2011 Acta Phys. Sin. 60 044102 (in Chinese) [吴洋, 许州, 徐勇, 金晓, 常安碧, 李正红, 黄华, 刘忠, 罗雄, 马乔生, 唐传祥 2011 物理学报 60 044102]

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    Miller R B (translated by Liu X S, Zhang L Z, Wu Y B, Lu J P, Zhou P Z) 1990 Introduction to the Physics of Intense Charged Particle Beam (Beijing: Atom Energy Press) p92 (in Chinese) [米勒R B著 (刘锡山, 张兰芝, 吴衍斌, 鲁敬平, 周丕璋译) 1990 强流带电粒子束物理学导论 (北京: 原子能出版社) 第92页]

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    [20] 刘静, 舒挺, 李志强. 层流平衡相对论电子束束流特性的数值计算. 物理学报, 2010, 59(3): 1895-1901. doi: 10.7498/aps.59.1895
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-08-23
  • 修回日期:  2012-09-17
  • 刊出日期:  2013-02-20

强流电子束阻抗对相对论速调管放大器注入及群聚特性的影响分析

  • 1. 国防科技大学 光电科学与工程学院, 高功率微波技术研究所, 长沙 410073

摘要: 通过数值计算及粒子模拟程序, 分析了强流电子束阻抗、电压及电流特性对相对论速调管放大器(relativistic klystron amplifier, RKA)中束流调制、群聚特性的影响, 其中粒子模拟程序中采用 束发射方式以精确控制电子束的阻抗.结果表明, 低阻抗电子束有利于减小群聚距离, 缩短RKA器件的整体长度, 不利于注入微波对电子束的调制, 而高阻抗电子束情况正好相反.在电子束阻抗不变时, 增加电子束加速电压类似于增大电子束阻抗的情况.另外, 用粒子模拟方法确定了不同阻抗电子束对特定输入腔的电子负载电导, 从而可以得到不同阻抗的强流电子束对种子源 功率水平的需求以及对输入腔外观品质因数的要求.

English Abstract

参考文献 (18)

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