网络法在加载部分盘荷问题中的应用

提出了一种加载动静盘荷的可调同轴谐振腔．给出了应用网络思想分析这种腔体结构的方法，讨论了静片与动片充分交互情况下，盘荷张角和盘荷间距对腔体特性的影响，并给出了分析和综合这种谐振腔的思路和步骤．结果表明，在频率一定情况下，这种腔体比ＴＥＭ 模谐振腔具有更小的体积，可应用在微波低端和高频段．

盘荷同轴型谐振腔慢波模式分析

本文用Borgnis位函数法分析了盘荷同轴型谐振腔的TM慢波模式并对TM模中的主模进行讨论，得到了主模的特征方程和单独存在的必要条件.对这种慢波结构的尺寸缩短效应进行了数值估计，说明这种诸报胜在射频和微波低端具有较高应用价值文中给出了计算实例.

盘荷波导结构高频特性分析及其在高功率速调管中的应用

以周期边界法、谐振法以及微扰法分别对盘荷波导结构色散特性、耦合阻抗进行分析,研究了不同结构参数下盘荷波导结构高频特性的变化规律。设计了C波段π/2模速调管盘荷波导输出结构,对其注-波互作用开展了PIC粒子模拟。计算结果表明,相对于传统单间隙圆柱输出腔,盘荷波导输出结构可以在获得高效率的同时显著降低输出间隙场强。

盘荷波导栏片圆弧对频率和尾场的影响

利用变分法详尽地研究了 X-波段盘荷波导中栏片圆弧对频率和尾场的影响 ,比较了不同栏片形状下加速模和横向模的频率与尾场。研究表明栏片形状对频率的影响较小 ,但对尾场的影响较大。在圆弧栏片和直边栏片两种情形下 ,最危险 EH1 6 模的尾场相差超过 1 5% 。

X波段介质填充的盘荷波导模型腔的理论与部分实验研究

用场匹配方法计算了X波段(f=9.37 GHz)介质填充的盘荷波导加速结构的基模(TM01模)和高次模(HEM11模)的色散曲线,结果与Mafia程序的计算结果相一致,并且直观地反映了工作模式和谐振频率之间的关系;结果还表明HEM11模的截止频率和传播常数都比TM01模的低.依据Mafia仿真和实验结果,微调模型腔的内半径,反复加工模型腔进行实验研究,并对测试条件进行了分析,得到了比较好的结果.

复杂盘荷加载腔体的计算

给出分析复杂盘荷加载谐振腔的变分方法 ,由各个子区的场表达式结合场匹配技术得到了子区之间满足的边界条件 .对切向磁场为零的边界 ,在边界上两区域电场差的平方的面积分最小的基础上获取了最佳边界条件 .给出了用盘荷半径作为中间量进行腔体分析和综合的方法和步骤 .结果表明 ,由变分式可得到相对精确的谐振频率值 .

盘荷波导行波电子直线加速结构功率效率的优化

盘荷波导行波结构(TWS)是电子加速器中重要的加速结构,在科学研究和工业生产中得到了较为广泛的应用。在对该加速结构进行设计时,加速结构的功率效率是一重要指标,对工程造价和商业运行的经济性具有重要影响。本文对TWS关键参数指标与功率效率的关系进行了研究,使设计优化TWS的工作快速有效,为TWS的优化设计提供了依据和方向。通过与相关实验结果对照,验证了分析结论的正确性,结果具有一定的工程指导意义。

一种基于微波工作室的盘荷波导耦合器设计方法(英文)

提出了一种新的盘荷波导耦合器数值设计方法;通过分析Kyhl提出的耦合器调节原理,将输入阻抗之间的相差关系转换为耦合器输入波导的边界条件关系,由此利用Microwave Studio的EigenMode Solver求解本征值问题来实现对耦合器调谐、调匹配过程的模拟;并给出一个实例来说明数值计算方法的可行性和可靠性．

下一代直线对撞机失谐结构尾场的精确计算——盘荷波导电磁场的研究

利用变分法研究了周期性盘荷波导中零极模、二极模及更高极模式的电磁场特性 .该方法考虑了栏片的圆弧 ,对真实结构没有做任何近似 ,是一种高精度方法 ,计算表明该方法的结果与实验测量值基本符合 ,与其它程序相比有很高的计算精度 .

等离子体填充盘荷波导高频特性分析

从麦克斯韦方程和流体理论出发,推导了填充磁化等离子体慢波结构的基本方程.在大磁场情况下,对等离子体填充盘荷波导的色散特性和耦合阻抗作了研究,结果表明填充等离子体使色散曲线上移,耦合阻抗提高.等离子体填充产生出模式谱非常丰富的周期性低频等离子体模式(TG模式).当等离子体密度增加到一定程度后,场模TM01模的频率范围和TG01模的频率范围相近,两个模式互相耦合产生出新的混合模G1,G2.如果相对论行波管工作在混合模上,将会产生新的工作机理.

相对论行波管高频系统的数值模拟及实验验证

分别采用有限元算法软件(HFSS)和有限积分法软件(MAFIA)对相对论行波管盘荷波导慢波结构进行建模,求出了相应的色散曲线。在此基础上设计了可用于相对论行波管的一种宽带和一种窄带的盘荷波导结构。加工了它们的冷测模型,测试曲线和模拟曲线吻合很好,从而验证了这两种软件尽管计算方法不同,但都可以对行波管慢波结构本征值问题进行求解。

C波段50MW行波输出速调管设计

设计了导流系数1.53μP的电子枪,枪内场强低于22.1kV/mm,阴极平均负载小于6.3A/cm2;采用部分屏蔽流均匀场电磁聚焦系统,实现了对电子注的良好聚焦;设计了C波段π/2模盘荷波导行波输出结构,采用CST软件对其色散特性、耦合阻抗进行了计算分析。首先以单间隙输出腔代替行波输出结构对5腔注-波互作用系统进行计算,确定了前4腔的设计参数,然后采用PIC模拟软件对具有盘荷波导结构的输出系统进行了三维模拟,获得了大于50MW的输出功率,效率大于45%,饱和增益大于50dB,盘荷波导结构间隙电压比单间隙输出腔下降30%,效率提高4%。

BEPCⅡ直线加速结构的整管RF特性计算

为了在加工前对行波盘荷波导加速管的整管RF特性有所了解,在ANSYS软件中利用重新设计的轴对称型耦合器来替换实际的三维耦合器建模,充分利用加速结构的轴对称特性,并在使用较少计算资源和时间的情况下,仅利用1台计算机即可完成对整根加速管全部特性的计算,从而得到其整管RF特性。以BEPCⅡ直线加速器所采用的3m长加速结构为例,使用本方法进行计算得到的填充时间、衰减常数及带宽分别为856ns、0.56Np及3.55 MHz,而实测结果分别为830ns、0.57Np及4.7 MHz。总体上,ANSYS模拟结果与实测结果较为一致。由此,模拟计算可为实际设计和加工提供指导。

X波段2MeV行波电子直线加速管的物理设计

在模拟计算程序LINE-ACC/PC基础上,结合单一搜索方法和非线性最小二乘算法编程,实现一个X波段2 MeV行波加速管的物理设计。应用此方法可以有效缩短加速管的优化设计时间。文章给出的优化计算可应用于一类常相速周期结构的加速管设计。文章同时给出了纵向粒子动力学、盘荷波导的几何尺寸及加速管的工作特性等方面的计算结果。

高俘获效率电子辐照加速器的设计研究(英文)

加速管是一台加速器的核心部分．一般电子辐照加速器的俘获效率在50％左右,一半的电子都损失在加速管内．丢失的电子打在加速管内壁,产生轫致辐射、腔体发热量增加、真空变坏等许多负面影响．采用一段等梯度加速结构,相速沿加速管呈线形增加,调整相速变化规律及加速管腔体的尺寸参数,设计出的加速管最终的俘获效率提高到90％以上,同时平均加速梯度没有因此降低,加速管总长度没有增加．

一种使加速波导管充分出气的有效途径

本文提出一种使加速盘荷波导管充分出气的新方法,该法是使用温度为160℃,压力为5.9×10~5 Pa的过热水蒸汽对管壁进行加热,使其出气的.经在美制CL-1800型医用电子直线加速器中实验证明:这种方法不仅出气充分,效果明显;而且省时省力,简单方便,安全可靠.对其它真空系统也有借鉴意义,具有一定经济实用价值.

NSRL注入器束团长度测量系统初步设计

合肥光源注入器升级改造接近完成。为了更好地分析其束流品质,为储存环提供更高品质的束流,针对合肥光源设计了一套利用横向偏转腔(Transverse Deflecting Structure,TDS)测量分析束流纵向品质的系统。利用TDS分析束流纵向品质精度高,功能多样,优势明显。本文TDS采用外围开槽盘荷波导结构,给出了该结构具体尺寸及相关参数计算,并对计算结果做了简要分析处理。根据该结构在注入器的安装位置,对束团长度测量系统进行了物理设计,并分别使用MATLAB程序和PARMELA模拟了束团通过该结构的状态分布,得到了符合预期的纵向束团长度测量结果。

周期加速结构单通带色散曲线的研究

提出一种新的分析周期加速结构的方法 (腔模法 ) .它首先利用有限元等方法计算出单个加速腔内的电短路和磁短路模式 ,然后构造出闭模和开模 ,把耦合腔中的单通带电磁场展开为开模和闭模的线性叠加 ,再结合耦合孔处开模对应的能通量 ,经过数学变换后就得到整个结构的单通带色散曲线 .