【摘 要】
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与其它不同类型的电子枪相比,空心阴极电子枪的结构更简单,输出电子束的电流密度更高、高束流脉冲宽度、放电产生的等离子体不会直接轰击阴极以及电子束自聚束的优势。依靠这些优势,成为了高功率微波源使用最广的粒子源,并对高功率微波技术的发展产生着重要的推动作用,并且由于其可输出高密度电离,被认为可以应用到毫米波和太赫兹波段的研究。对于空心阴极电子枪的研究主要分为仿真模拟和结构设计优化,在仿真模拟方面,主要是
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与其它不同类型的电子枪相比,空心阴极电子枪的结构更简单,输出电子束的电流密度更高、高束流脉冲宽度、放电产生的等离子体不会直接轰击阴极以及电子束自聚束的优势。依靠这些优势,成为了高功率微波源使用最广的粒子源,并对高功率微波技术的发展产生着重要的推动作用,并且由于其可输出高密度电离,被认为可以应用到毫米波和太赫兹波段的研究。对于空心阴极电子枪的研究主要分为仿真模拟和结构设计优化,在仿真模拟方面,主要是针对空心阴极放电机理的论证以及不同条件下电子束的输出特性研究。本文对多注单间隙空心阴极电子枪进行了仿真研究,主要工作内容为以下几个方面:1.介绍了目前广泛使用的几类电子枪的优缺点以及基本原理,对空心阴极电子枪的优势进行了简要分析。针对国内外对于空心阴极电子枪的研究现状从模拟仿真和物理实验两个方面进行了阐述。2.对气体放电理论、等离子体基本理论进行了简要概述,编写仿真程序,对电子枪进行几何建模与电磁场建模。3.对一系列不同工作条件下的多注空心阴极电子枪进行了仿真研究,使用PIC/MCC模拟了空心阴极放电的过程。分析了不同阴极孔数对输出电子束各参数的影响,定性分析了电子束峰值电流增长率与阴极孔数之间的关系,计算了在不同条件下各电子束的电流大小。4.对多注带状空心阴极电子枪进行了仿真研究,分析了矩形阴极孔对放电的影响,计算了各电子束的电流大小。通过本论文的工作,对多注空心阴极电子枪的进一步研究奠定了基础。
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