太赫兹回旋管的计算机模拟

通过对缓变圆柱型腔体回旋管中电子与电磁波互作用分析,设计出频率达到1太赫兹的回旋振荡管,该管采用大回旋半径电子注,波导模式为TE32,18。并结合自身编写的粒子模拟程序,模拟出电子的群聚轨迹图,速度分布图,以及场分布等。并且通过一系列的计算机模拟数值计算,使得各项参数都得到了一定的优化,进一步加强了计算机模拟计算在实际工作中的作用。     

270GHz光子晶体回旋管的注-波互作用

研究了高阶光子带隙的TE模式分布,计算结果显示虽然本征频率在200~300GHz的光子晶体谐振腔具有模式选择性,但仍存在少数竞争模式.将光子带隙结构与回旋管注-波互作用非线性理论相结合,研究了270GHz 3次谐波类TE15模的光子晶体回旋管,通过调整电子注参数,使工作模式达到单模运行,并得到了43kW的输出功率和14.3%的注-波互作用效率.     

一种新型的短波长毫米波器件——准光学腔高次谐波回旋潘尼管的理论分析

基于准光学腔回旋管(Gyrotron)的电子注结构及微波电路和潘尼管(Peniotron)的工作机理,本文提出一种新型的短波长毫米波器件——准光学腔回旋潘尼管。文中从电子相对论运动方程出发,导出了计算公式,采用计算机模拟,计算了注波相互作用效率,在80KV,100GHz,三次回旋谐波下工作,得到了效率为43％,而外加磁场仅为13.3KG的结果,显示了这种器件作为在短毫米波长下能以常规磁场工作的高效率、高功率源的实际可能性。     

电子回旋脉塞中相位俘获的数值分析

通过对柱型腔回旋管中电子与电磁波互作用自洽非线性方程组的数值计算,模拟出电子的相轨迹图,分析了与相位俘获有关的饱和现象,指出这种现象主要与波场幅值和互作用长度有关,可通过调整这些参数提高互作用效率。     

电子回旋脉塞的试验研究

本文介绍了电子回旋脉塞的研究结果,并详细地讨论了试验模型的设计考虑。利用计算机对单腔回旋管中电子注与场波的非线性互作用进行了数值计算,并根据计算结果对原型设计进行了修正。最后对试验结果进行了分析。     

两级回旋行波放大管非线性分析

对两级开槽回旋行波放大管注波互作用进行了自洽非线性数值计算,详细分析了分隔段的长度、位置以及第一级、第二级高频波导的长度对注波互作用的影响规律,同时还模拟了直流磁场、电子注速度离散对注波互作用的影响情况。电子注的运动为绕轴大回旋运动。     

微波等离子体电子回旋共振放电粒子模拟分析

电子回旋共振放电产生的等离子体在微电子工业中材料加工、空间电推进方面有着广泛的应用。为了研究微波等离子体电子回旋共振的放电特性,使电子回旋共振放电产生的等离子体密度和能量转换效率更高,建立了微波等离子体电子回旋共振放电的1D3V模型,描述了带电粒子在外加静磁场、微波场共同作用下的微观运动。结果表明:微波频率为2.45 GHz时,随着静磁场磁感应强度的增加,平均电子能量先持续增大达到峰值,随后又不断地减小,且在0.087 5 T时电子加速效果最明显,结果符合电子的回旋频率公式,验证了该模型的正确性;共振区域内,发现在0.087 5 T磁感应强度下,微波频率为2.45 GHz下拟合的电子速度分布才与微波电场分布趋势相似,说明微波电场推动了电子运动。这为进一步研究微波等离子体放电的粒子模拟-蒙特卡罗碰撞模拟奠定了基础,也为进一步研究微波等离子体源中粒子产生效率及微波等离子体源的物理性质提供了重要参考。     

H_(02)~0模扇形变换器的计算

H_(10)~(?)-H_(0n)~0模式变换器在毫米波通信中有着重要的应用,是众所周知的.近年来,由于回旋管的出现,作为它的输出转换装置,这类模式变换器又找到了新的用途.因为,根据回旋管惯性聚焦原理,利用H_(0n)~0模的角向电场和群聚电子相互作用最为有利.所以回旋管的相互作用区一般都是一段接近截止频率的园波导.     

TE_(021)模二次回旋谐波工作的单腔回旋管效率的研究

本文从电磁场作用下单粒子轨道理论出发,计算了工作在TE_(021)的二次回旋谐波的单腔回旋管的电子效率。重点讨论高频场纵向分布F(Z)的影响。详细地分析了电子相位群聚过程和F(Z)的关系。给出了最佳高频场分布F(Z)的模型,其最佳电子效率可达50％。     

电子回旋脉塞等离子体的粒子模拟

采用等离子体粒子模拟(PIC)的方法,在理论研究基础上应用电磁模型,鳊写了TE模式的电子回旋脉塞等离子体粒子模拟程序并进行了数值模拟.模拟结果表明由于相对论效应引起角向群聚,从而产生净能量的交换;回旋脉塞主要发生在ω≈ωc的横向区域,注-波互作用的结果使粒子几乎全部将能量耦合给微波.