帶狀注電子槍的研究.pdf

1、隨著電子對抗、衛(wèi)星通信、深空探測等對高功率毫米波及THz器件的迫切需求，人們就迫切需要尋求一種高亮度大電流的電子注源，而帶狀電子注就是其中最為重要的一種。與傳統(tǒng)的柱狀和管狀電子注相比，在更高頻電真空器件中使用帶狀電子注具有很多的優(yōu)點：首先，帶狀注寬度可以無限延展，也就是說，理論上只要我們需要，我們可以無限制的增加帶狀注的電流，從而使器件可以有更高的功率。而對于環(huán)形和圓柱形電子注來說，由于空間電荷力的影響，電子注密度并不能無限增加，功率也

2、就受到一定的限制；另外，在更高的頻率下，波長短，傳統(tǒng)的單模工作的圓柱慢波結構由于尺寸過小難以加工，而采用帶狀電子注可以采用平板狀的慢波結構，利于加工。為此，本文對帶狀注電子槍進行了研究。 本文從動力學原理和皮爾斯電子槍的原理出發(fā)，采用浸沒式聚焦磁場，對小型帶狀注電子槍的基本原理和設計技術進行了分析。 采用二維和三維粒子模擬技術對電子槍進行了仿真，分別研究了電子槍的軸向磁場、極間距離、覆蓋層厚度和極問電壓對電子注傳輸特性的

3、影響。模擬結果表明：強磁場對帶狀電子注的成形起到很重要的作用，它可以減低電子注的脈動振幅和脈動波長，并可以有效的抑制電子注的變形和扭曲；陰極覆蓋層的存在解決了電子槍微小陰極的設計和加工問題，對覆蓋層結構進行了改進后使得電子在射出陰極表面后基本保持水平的運動狀態(tài)；電極間距的增加，有利于減小電子注的脈動振幅，也有利于電子注的成形，但同時也減小了電子注電流；電極電壓的增加，可以增加電子槍的輸出電流，但是加大了電子注的脈動波長和振幅，同時也加大