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带状注速调管单端口输入腔的场形平衡方法

真空科学与技术学报 2012年第11期32卷 996-1002页

作者：梁源赵鼎阮存军王勇阮望中国科学院电子学研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100039

对X波段带状注速调管单端口输入腔中间隙纵向电场(电子注方向)的场形平衡问题进行了研究。通过在另一侧腔体外加载封闭波导,使其内部的电场场形可以在一定范围内进行调整。这种方法简化了驱动装置,并能避免双端口激励方法中输入信号相... 详细信息

对X波段带状注速调管单端口输入腔中间隙纵向电场(电子注方向)的场形平衡问题进行了研究。通过在另一侧腔体外加载封闭波导,使其内部的电场场形可以在一定范围内进行调整。这种方法简化了驱动装置,并能避免双端口激励方法中输入信号相位不一致引起场形失衡的问题。使用CST软件进行模拟计算获得了较好的优化结果,随后为验证该方法的有效性,使用加工的冷测模型对单端口耦合的输入腔进行了测试,实验结果表明:加载平衡波导可以有效的改善场分布,此外,通过改变调谐钉深度和加载波导侧的耦合孔尺寸对场分布也有明显的调节作用。

关键词：带状注速调管输入腔纵向电场场形平衡方法

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W波段多注交错双栅行波放大器的高频特性

北京航空航天大学学报 2015年第10期41卷 1887-1893页

作者：张慕武阮存军中国科学院电子学研究所.北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049 北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

提出了一种采用平面线性排列的3个圆形电子注代替平面带状电子注的W波段交错双栅行波放大器微型化慢波高频结构，并重点对其行波传输特性和输入输出耦合特性进行了仿真设计和参数优化．结果表明，这种平面微型化高频结构的行波传输色散... 详细信息

提出了一种采用平面线性排列的3个圆形电子注代替平面带状电子注的W波段交错双栅行波放大器微型化慢波高频结构，并重点对其行波传输特性和输入输出耦合特性进行了仿真设计和参数优化．结果表明，这种平面微型化高频结构的行波传输色散特性良好且有很大的工作带宽，所产生的强轴向电场分布非常有利于电子注与高频场的能量交换和相互作用．在保证平面微型结构中圆形注通道直径和带状注通道高度相同的情况下，得到的耦合阻抗是带状注交错双栅慢波高频系统2～3倍，为行波放大器高效率的注波互作用和高功率输出提供了新的研究思路．为了与该交错双栅高频系统相匹配，提出了一种更为简单易行的输入与输出耦合结构，仅采用三周期渐变过渡段就可以实现反射系数s11在较宽频带内低于-20dB的良好结果，更有利于行波放大器未来的工程实现与应用．

关键词： W波段交错双栅多电子注行波放大器耦合结构

带状注速调管多间隙扩展互作用输出腔等效电路的研究

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物理学报 2014年第2期63卷 372-380页

作者：陈姝媛阮存军王勇中国科学院电子学研究所中国科学院高功率微波源与技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

带状注扩展互作用速调管(SBEIK)结合了带状注速调管与扩展互作用速调管的优势,在微波和毫米波真空电子器件中具有显著的技术潜力.本文提出了应用于SBEIK的五间隙哑铃型扩展互作用耦合腔输出回路的等效电路模型,获得了建立复杂多间隙扩... 详细信息

带状注扩展互作用速调管(SBEIK)结合了带状注速调管与扩展互作用速调管的优势,在微波和毫米波真空电子器件中具有显著的技术潜力.本文提出了应用于SBEIK的五间隙哑铃型扩展互作用耦合腔输出回路的等效电路模型,获得了建立复杂多间隙扩展互作用腔的等效电路理论的方法.通过推导出的理论,快速确定了五间隙扩展互作用耦合腔的工作模式、谐振频率及间隙阻抗矩阵,由间隙阻抗的频率特性曲线快速估算出各模式对应的带宽,分析研究了耦合系数k以及Q e对于多间隙腔模式频率间隔及带宽的影响.此外,利用三维PIC仿真软件对相应的SBEIK五间隙输出腔高频特性进行了粒子模拟,结果表明,三维仿真获得的工作模式带宽特性与等效电路法计算结果基本一致,证明了本文所建立的等效电路方法的准确性和有效性.

关键词：带状注速调管等效电路多间隙输出腔扩展互作用

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带状电子注的聚焦和传输

强激光与粒子束 2010年第12期22卷 2935-2939页

作者：韩莹阮存军王勇赵鼎中国科学院电子学研究所高功率微波源与技术重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100039

采用单粒子模型,对有限宽矩形带状电子注在周期会切磁场(PCM)、带偏移磁极的周期会切磁场(offset-pole PCM)和周期会切周期四极磁铁混合磁场(PCM-PQM)聚焦结构中传输的双平面聚焦,进行了详细的理论和数值分析研究。结果表明:PCM和offset... 详细信息

采用单粒子模型,对有限宽矩形带状电子注在周期会切磁场(PCM)、带偏移磁极的周期会切磁场(offset-pole PCM)和周期会切周期四极磁铁混合磁场(PCM-PQM)聚焦结构中传输的双平面聚焦,进行了详细的理论和数值分析研究。结果表明:PCM和offset-pole PCM聚焦结构对于实现带状电子注的双平面边缘聚焦比较困难,原因在于它们无法独立控制电子注水平和垂直两个方向的聚焦。PCM-PQM聚焦结构则非常有效地改善了聚焦,可以很好地实现带状电子注边缘的聚焦和均匀稳定的传输。

关键词：带状电子注聚焦结构传输 PCM 周期会切磁场双平面单粒子模型四极磁铁控制电子混合磁场分析研究有限宽聚焦比注水稳定数值偏移理论困难

高传输通过率带状电子注聚焦与传输特性的研究

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物理学报 2011年第8期60卷 216-228页

作者：阮存军王树忠韩莹李庆生中国科学院电子学研究所中国科学院高功率微波源与技术重点实验室北京100190

大宽高比的非轴对称带状电子注在微波和毫米波真空电子器件中具有显著的技术优势与应用潜力.采用轴向均匀磁场可以聚焦和传输带状电子注,且具有易于实现电子注与磁场的匹配和调节、聚焦强流电子注以及无传输截止电压限制等优点,但面临... 详细信息

大宽高比的非轴对称带状电子注在微波和毫米波真空电子器件中具有显著的技术优势与应用潜力.采用轴向均匀磁场可以聚焦和传输带状电子注,且具有易于实现电子注与磁场的匹配和调节、聚焦强流电子注以及无传输截止电压限制等优点,但面临严重的Diocotron不稳定性.结合单粒子模型理论和冷流模型理论,对带状电子注传输特性进行的研究及其数值计算表明,通过详细设计带状注电子光学系统物理参数,增强聚焦磁场并在传输通道高度方向上选择较大的电子注填充比,可以有效降低Diocotron不稳定性对带状电子注的影响,并实现其长距离稳定传输.通过对应用于W波段带状注器件的电子枪及电子光学系统三维仿真和参数优化,解决了小尺寸和高精度结构所带来的对准、装配和焊接等工艺与技术问题,完成了带状电子注聚焦与传输实验高真空密封束管的研制.实验获得的电子枪压缩和成形的椭圆带状电子注截面为10mm×0.7mm,且在电子注电压为20—80kV,电流为0.64—4.60A时,在长度为90mm的漂移通道内带状电子注传输的通过率达到95%以上.该结果优于目前国际上采用周期永磁聚焦进行带状电子注传输通过率92%的实验结果.

关键词：带状电子注传输均匀磁场聚焦 Diocotron不稳定性

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等阻抗超宽带高能微波发生器模拟研究

强激光与粒子束 2012年第3期24卷 723-726页

作者：高怀林刘濮鲲阮存军中国科学院电子学研究所高功率微波源与技术重点实验室北京100190

基于等阻抗-双脉冲成形线技术,建立了一个超宽带高能高功率微波发生器理论模型。计算机模拟结果表明:利用等阻抗超宽带高功率微波发生器,可以同时产生纳秒主脉冲和皮秒前沿脉冲;通过控制皮秒脉冲成形线输出开关闭合的延迟时间,可以调制... 详细信息

基于等阻抗-双脉冲成形线技术,建立了一个超宽带高能高功率微波发生器理论模型。计算机模拟结果表明:利用等阻抗超宽带高功率微波发生器,可以同时产生纳秒主脉冲和皮秒前沿脉冲;通过控制皮秒脉冲成形线输出开关闭合的延迟时间,可以调制皮秒脉冲和纳秒脉冲的输出电压比值;通过调节纳秒脉冲成形线与皮秒脉冲成形线的电容比值,可以控制皮秒脉冲的脉宽和皮秒脉冲的峰值电压;利用等阻抗超宽带高功率微波发生器,可以最大限度地提高辐射脉冲能量和整个系统的能量转换效率。

关键词：超宽带高功率微波发生器皮秒脉冲功率技术纳秒脉冲功率技术 Marx发生器

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GaAs极化电子源实验研究

物理实验 2004年第1期24卷 12-15页

作者：阮存军清华大学物理系

对GaAs极化电子源中GaAs晶片的激活过程进行了实验研究 ,着重采用 2种不同的激活过程摸索了实验过程中的相关物理参量 ,以达到最佳的激活状态。

关键词：砷化镓晶体极化电子束激活过程半导体材料带隙宽度直接能隙材料

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太赫兹带状注器件

红外与毫米波学报 2023年第1期42卷 26-36页

作者：吕志方张长青王战亮江胜坤阮存军冯进军宫玉彬段兆云电子科技大学电子科学与工程学院微波电真空器件国家级重点实验室四川成都611731 中国电子科技集团公司第十二研究所微波电真空器件国家级重点实验室北京100015 北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

带状注是指束流截面近似为矩形或椭圆形的电子注,且具有大的宽高比。相对于传统的圆形注,带状注具有很多优点,例如大电流和大互作用面积等。由于太赫兹波具有高频率、宽频带、高传输速率等优点,因此太赫兹科学与技术近年来发展迅速。作... 详细信息

带状注是指束流截面近似为矩形或椭圆形的电子注,且具有大的宽高比。相对于传统的圆形注,带状注具有很多优点,例如大电流和大互作用面积等。由于太赫兹波具有高频率、宽频带、高传输速率等优点,因此太赫兹科学与技术近年来发展迅速。作为一种新型的真空电子器件,太赫兹带状注器件在高功率、高增益、高效率及小型化方面具有良好的技术优势。但是,带状注在传输过程中易出现Diocotron不稳定性,难以保持长距离稳定的聚焦传输,从而导致带状注的技术优势难以发挥。本文综述了带状注的产生成形方式和聚焦传输方法,以及太赫兹带状注器件的研究进展,同时讨论了它所面临的挑战和未来的发展方向。

关键词：太赫兹带状注真空电子器件 Diocotron不稳定性磁聚焦方法

W波段平面线形排列多注分布作用管谐振腔的研究

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真空科学与技术学报 2013年第8期33卷 808-811页

作者：韦雪真王树忠阮存军王勇中国科学院电子学研究所高功率微波源与技术重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100039

通过三维仿真软件CST-MSW建立了平面线形排列的多注分布作用速调管五间隙谐振腔的物理模型,获得了结构参数对腔体的场形、特性阻抗等相关冷参数的影响。在工作模式频率相同的情况下,对平面线形排列的多注分布作用速调管五间隙腔体和带... 详细信息

通过三维仿真软件CST-MSW建立了平面线形排列的多注分布作用速调管五间隙谐振腔的物理模型,获得了结构参数对腔体的场形、特性阻抗等相关冷参数的影响。在工作模式频率相同的情况下,对平面线形排列的多注分布作用速调管五间隙腔体和带状注速调管传统的哑铃型五间隙腔体参数进行了对比分析。研究表明,平面线形排列的多注分布作用速调管谐振腔具有结构稳定、有效互作用阻抗高等优点。同时还发现在一定频带范围内这种平面线形排列的多注分布作用速调管谐振腔具有较少的非工作模式,这对实际工程制管具有重要指导意义。

关键词： W波段平面线形排列多注分布作用速调管高频参数