吉瓦级强流相对论多注电子束二极管的优化设计与实验研究

• 作者: 刘振帮 金晓 黄华 王腾钫 李士锋
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 强流多注电子束 束流传输 空间电荷效应 电子束旋转
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域
• 页码范围: 271-278
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20201336

摘要

多注相对论速调管放大器可在较高的工作频段实现GW级功率微波产生,在很多领域得到了发展和应用.多注相对论速调管中强流相对论多注电子束相互之间存在空间电磁场的作用,使得多注电子束从二极管引入多注漂移管,以及在多注漂移管中的传输运动受到影响,导致电子束会轰击到管壁上,早期实验中多注电子束的传输通过率较低.本文对功率数GW的强流相对论多注电子束在二极管与多注漂移管中的运动过程进行了理论分析与粒子仿真模拟,得到强流相对论多注电子束的传输运动规律.对多注二极管的结构进行了优化设计,仿真设计实现强流相对论多注电子束的传输通过率达到99％,并且开展了验证实验研究,实验在电子束电压为801 kV,电流为9.3 kA的情况下,电子束的传输通过率达到92％.