导读:本文包含了磁绝缘线振荡器论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:振荡器,功率,微波,阴极,色散,振动器,波段。
磁绝缘线振荡器论文文献综述
李安昆[1]（2016）在《磁绝缘线振荡器长寿命阴极研究》一文中研究指出磁绝缘线振荡器(MILO)具有体积小、重量轻的优点,是高功率微波领域研究的热点之一。目前磁绝缘线振荡器中常用的化纤天鹅绒阴极具有发射阈值低、发射均匀性好、电流密度大等优点,但其寿命短的缺点限制了MILO的长寿命稳定运行。基于此,本课题旨在确保现有MILO(采用天鹅绒阴极)技术性能不下降的前提下,研制出适用于MILO的长寿命阴极。本文主要工作与结论如下:1、研制了两种适用于MILO的阴极结构根据电子径向发射的需求设计了纤维阵列结构和圆片阵列结构,并利用这两种结构分别制作了碳纤维阵列阴极和玻璃纤维阴极。2、对叁种阴极的发射性能进行了比较研究除阈值测试改变了电压外,本课题在电压100 kV、脉宽30 ns、电流密度70-100A/cm~2的条件下对阴极性能进行了测试,结果表明:碳纤维阵列阴极、玻璃纤维阴发射阈值电场分别小于21.7 kV/cm和30 kV/cm,天鹅绒阴极阈值电场小于38.3kV/cm而大于31.7 kV/cm;碳纤维阵列阴极、天鹅绒阴极、玻璃纤维阴极的平均放气率为(每个电子平均释放的气体分子数)6.93 atoms/electron、85.8atoms/electron、14.24 atoms/electron;以20 Hz频率重频工作时,碳纤维阵列阴极的稳定性最好,天鹅绒阴极最差;天鹅绒阴极、碳纤维阵列阴极、玻璃纤维阴极有效寿命分别约为2000个脉冲和在10000个脉冲、1500个脉冲以上,碳纤维阵列阴极的寿命远大于天鹅绒。3、对叁种阴极在MILO上的应用进行了比较研究本课题在GW级L波段MILO上对阴极进行了应用研究,实验结果表明:MILO使用叁种阴极输出微波的脉宽基本一致;使用碳纤维阵列阴极的微波功率效率与天鹅绒阴极相比基本相同,而玻璃纤维阴极的功率效率要比天鹅绒阴极略低,碳纤维阵列阴极和天鹅绒阴极的重频和单脉冲工作时的功率效率分别是13.5±1%、16.1±1%和12.6±1%、14.8±1%,玻璃纤维阴极单脉冲工作的功率效率为13.9±1%;在输出几个GW功率微波的条件下,天鹅绒阴极的寿命一般不到300个脉冲,碳纤维阵列阴极的有效寿命大于800个脉冲。总之,本课题的研究表明:新型碳纤维阵列阴极应用于MILO,具有微波技术性能好、寿命长和放气量小的优点,这对于研制高效率、长寿命、高重频MILO系统具有重要意义。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2016-11-01）
李原,李正红,吴洋,李志春,杨俊飞[2]（2016）在《平面磁绝缘线振荡器的作用机理及模拟设计》一文中研究指出针对当前高功率微波(HPM)中的热点器件磁绝缘线振荡器(MILO)频率低、效率低等问题,提出了一种可以沿x方向平面展开的平面MILO。该器件也是一种低阻抗高功率微波器件,通过一个低外加磁场来代替常规MILO中的磁绝缘电流,辅助实现器件的磁绝缘,从而实现器件效率的提高。结合PIC模拟,建立一个外加低磁场的C波段平面MILO,并根据其慢波结构(平面折绉表面)特点给出相应的色散曲线,确定微波器件工作点,利用2.5维全电磁粒子模拟软件对其进行数值模拟,在输入为4.0GW电功率(工作电压约800kV)的条件下,模拟得到频率为6.56 GHz的微波输出,通过优化外加磁场,使得模拟微波输出功率达到1.22GW,功率效率在C波段条件下超过30%。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2016年11期）
江涛[3]（2016）在《Ku波段磁绝缘线振荡器研究》一文中研究指出磁绝缘线振荡器(Magnetically Insulated Transmission Line Oscillator,MILO)是一种产生GW级高功率微波辐射的正交场器件,其工作不需要外加磁场,因此MILO具有结构紧凑、重量轻的优点。由于通讯、雷达、遥感等众多领域对Ku波段高功率微波潜在的应用需求,Ku波段高功率微波源技术的研究成为了当前高功率微波领域的研究热点之一。基于此背景,本文在对低频段MILO调研的基础上提出了一种Ku波段MILO,并对其开展了理论、模拟及实验研究。论文研究的主要内容包括以下几个方面。首先,对Ku波段MILO进行了理论分析及物理设计。利用高频电磁场仿真软件计算了Ku波段MILO主慢波结构的色散曲线,其TM_(01)模的π模频率为12.7 GHz,电子束线与TM_(01)模交于12.45 GHz,说明器件能工作在TM_(01)模的近π点。计算了8腔闭腔慢波结构的本征模,其中TM_(01)模的π模频率为12.64 GHz,与色散关系分析结果一致。研究了Ku波段MILO整体结构的谐振特性,其主要谐振频率为12.4GHz,场分布对应于TM_(01)模的π模,其它谐振模式被有效地抑制。理论分析了MILO的工作频率、阻抗、B-H和Hull截止条件、效率、电子漂移速度、模式间隔度及MILO的平板电极模型中的单个电子运动轨迹等工作特性,并给出了Ku波段MILO相应的物理设计结果。其次,对Ku波段MILO进行了结构设计。优化设计了阴极结构,当阴极起始点位置相对第一个扼流叶片前移1.5cm时和阴极右端点位置相对第一个提取腔叶片前移2cm时,器件能实现较快的微波起振和较高的微波功率输出。研究了不同慢波结构腔数对Ku波段MILO性能的影响,结果表明采用8腔慢波结构时,器件的微波输出功率和效率较高,微波起振和饱和较快,且没有模式竞争。设计了限制型负载结构,通过增大负载阴极长度及负载阴阳极间距以减小负载阴极发射的电流密度,避免负载阴阳极烧蚀。优化设计了叁腔提取腔结构,与单腔、双腔及四腔提取腔结构相比,叁腔提取腔结构能充分地提取慢波结构中产生的微波功率,进而有助于降低慢波结构的射频场;对同轴输出结构进行了设计,当内导体半径增大到39mm时,同轴波导能截止TM_(01)模,从而使得器件能高效地输出纯TEM模微波。再次,采用粒子模拟方法研究了Ku波段MILO产生微波的物理过程。建立了Ku波段MILO的基本模型,给出了其工作过程中的电子群聚、输出微波功率、频谱、电场分布等物理图像,并进行了物理分析。典型的粒子模拟结果表明:在输入电压476 kV,电流42 kA的条件下,器件获得功率1.7 GW,频率为12.3 GHz的Ku波段高功率微波输出,其束波转换效率约8.5%,最大表面电场约1.5 MV/cm,工作模式为TM_(01)模的近π模。然后,在低阻加速器平台上开展了Ku波段MILO器件的实验研究。对实验中相关参数的测量方法进行了系统地介绍,并给出了实验中用到的各元器件的标定方法及标定结果。在实验室低阻加速器平台上开展了Ku波段MILO的高功率微波实验。实验结果表明,在二极管电压505 kV,电流47.5 kA的条件下,该器件产生了1.05 GW的高功率微波辐射,频率12.35 GHz,脉宽约33 ns,功率转换效率约4%。测量了微波辐射的方向图,与模拟结果一致,说明了器件的工作模式为TM_(01)模。对器件内部产生的非对称竞争模式进行了分析,结合慢波结构的色散曲线、及荧光灯管成像等实验现象,判断了该非对称竞争模式为HEM_(11)模,通过精确调节同心,改善阴极发射均匀性等措施有效地抑制了非对称模式竞争。最后,提出了一种Ku波段MILO的改进结构,并对其开展了理论及实验研究。通过引入阶梯扼流腔结构及增大的第一互作用腔结构,器件的最大轴向射频场从1.2 MV/cm降低到了1 MV/cm,有效地提高了器件的功率容量;阴极发射电流密度减小了13%,延长了阴极寿命;器件的起振和饱和时间分别减小了2.5 ns和5.5ns。实验中,在二极管电压515 kV,电流48 kA的条件下,器件输出微波功率约1.4 GW,频率为12.36 GHz,脉宽约32 ns,效率约5.6%。实验结果表明改进结构有效地改善了微波输出功率和效率。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2016-10-01）
陈代兵,于爱民,张勇,文杰[4]（2016）在《一种高效率的磁绝缘线振荡器》一文中研究指出为了提高磁绝缘线振荡器(MILO)的微波功率转换效率,基于常规MILO,提出了一种新型高效率MILO。在该器件中,阳极慢波叶片厚度逐渐变小,尤其是提取叶片厚度变小至最小,从而减小了仅短时间参与或者不参与束-波互作用的电子束的比例,提高了束-波互作用的转换效率。另外在提取叶片后的阳极外筒上增加1个微波提取腔,从而增加了束-波互作用的能量转换过程,提高了高功率微波提取的效率。粒子模拟结果表明,该器件获得了20.5%的功率效率,而用于对比的常规MILO的功率效率仅为14.4%。(本文来源于《2016真空电子学分会第二十届学术年会论文集（上）》期刊2016-08-23）
秦奋[5]（2016）在《磁绝缘线振荡器重频运行技术研究》一文中研究指出作为目前单脉冲比能最高的高功率微波器件,磁绝缘线振荡器(MILO, Magnetically Insulated Transmission Line Oscillator)是最有应用前景的紧凑化、轻量化高功率微波源之一。为了进一步提高MILO的输出微波能量,本论文开展了MILO重复频率运行关键技术研究。在已有的研究结果基础之上,从MILO器件的基本工作原理出发,重点研究制约MILO器件重复频率运行性能的两个主要关键技术问题,即模式控制技术及重频径向发射强流阴极技术。根据MILO器件的工作特点提出了模式控制的基本原理和方法。提出了角向开槽慢波结构用于抑制非对称模式起振。运用解析方法推导了这种慢波结构的高频场分布,从理论上证明了所提出的模式控制结构的可行性。运用粒子模拟和实验研究的手段对所提出的模式控制方法进行了验证,提出了非对称模抑制型MILO(HD-MILO)。以美国空军实验室负载限制型MILO为原形,设计了一套S波段HD-MILO器件并开展了数值模拟研究,结果表明采用模式控制结构的HD-MILO器件能有效抑制非对称模式起振,降低器件对阴极发射均匀性的要求而稳定工作在基模。利用实验室已有L波段MILO器件开展了模式控制技术的实验验证,实验结果同样证明了所提出的非对称模抑制方法的有效性。提出了金属阵列结构阴极作为HD-MILO器件重复频率运行的阴极并开展了粒子模拟及发射性能实验研究。在输入电压631 kV、电流65 kA的条件下,模拟得到6.4 GW高功率微波输出,频率1.57 GHz,功率转换效率15.8%。金属阵列阴极HD-MILO与天鹅绒阴极MILO的发射性能对比实验结果表明：金属阵列阴极发射电流强度及均匀性能够满足HD-MILO器件的工作要求,而其放气量比天鹅绒阴极MILO低一个量级以上。金属阵列阴极HD-MILO在进行了超过400个脉冲的单次运行实验后并没有观察到明显的性能变化,表明金属阵列阴极的寿命远大于天鹅绒阴极。开展了L波段金属阵列阴极HD-MILO器件重复频率运行的实验研究。该器件在5Hz/1s、10Hz/1s、20Hz/1s以及20 Hz/2 s等不同重复频率条件下均能稳定工作,在输入12 GW左右电功率的条件下输出微波功率维持在550 MW左右的水平,无明显脉冲缩短现象出现。真空演化分析结果表明器件可以在20 Hz重频条件下长时间稳定运行。2000余个脉冲的重频运行之后未观察到器件输出性能出现明显的退化。之后开展了不带非对称模抑制结构的金属阵列阴极MILO器件实验,结果进一步验证了模式控制技术的有效性。采用数值模拟的方法模拟了收集极等离子体对器件工作状态的影响。结果表明,收集极等离子体会导致器件出现过绝缘现象,使得器件功率转换效率降低。通过引入阶梯阴极结构降低收集极表面电场以降低收集极等离子体产生率,模拟优化得到了与无收集极阳离子发射时相当的输出微波指标。在此基础上加工了阶梯结构的金属阵列阴极,重频实验4000个脉冲以后未观察到器件输出性能出现明显的退化。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2016-04-20）
李原[6]（2016）在《平面磁绝缘线振荡器的设计与模拟研究》一文中研究指出针对当前高功率微波(High-Power Microwave, HPM)中的热点器件——磁绝缘线振荡器(MILO)频率低、效率低等问题,提出了一种可以沿X方向平面展开的平面MILO。这种器件也是一种正交场HPM器件,通过一个低外加磁场来代替常规MILO中的磁绝缘电流,辅助实现器件的磁绝缘,从而实现器件效率的提高。结合PIC模拟,建立一个外加低磁场的C波段平面MILO,并根据其慢波结构(平面折绉表面)特点给出相应的色散曲线,确定微波器件工作点,利用2.5维全电磁粒子模拟软件对其进行数值模拟,同时,论文还讨论了今后实验时可能面临的问题及拟解决方法。本论文的主要研究内容包括以下几个方面：从HPM的发展入手,概述了MILO的历史和国内外MILO的研究现状与研究方法,阐述了平面MILO的研究意义。通过对常规MILO的研究方法和作用机理的研究,分析了MILO在较高频段工作时功率容量不够导致的阴阳极击穿和输出效率低等问题。根据常规MILO的模型,将其慢波结构平面展开为平面折皱表面,即将圆柱腔体平面展开为矩形腔体,扩展了腔内空间,提高了功率容量,尤其适合在高频工作。同时采用外加磁场来代替常规MILO中的磁绝缘电流,更好的利用了输出电功率,提高了整管效率。结合PIC模拟,建立一个可外加低磁场的C波段平面MILO:并根据其慢波结构(平面折绉表面)特点给出相应的色散曲线,确定微波器件工作点。利用2.5维全电磁粒子模拟软件对平面MILO进行数值模拟,通过优化外加磁场等手段,在输入为4.0 GW电功率(工作电压约800kV)的条件下,模拟得到频率为6.56 GHz,输出功率为1.22 GW,功率效率约30%的微波输出。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2016-04-01）
孙会芳,董志伟[7]（2016）在《高电压运行的高效率磁绝缘线振荡器设计》一文中研究指出为追求更高的输出功率和效率,在理论分析的基础上,采用理论和PIC数值模拟相结合的方法设计了较高工作点电压(700kV)的磁绝缘线振荡器模型,数值模拟结果表明:当输入电压为695kV、输入功率为55.7GW时,输出周期平均功率为11.2GW,效率为20.1%;与以往低工作点的磁绝缘线振荡器相比,效率较高,且和低工作点的器件只在最佳工作点处取得最大效率不同,本器件随着电压升高,效率进一步提高。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2016年03期）
董志伟,孙会芳,杨郁林,杨温渊,周前红[8]（2016）在《磁绝缘线振荡器阴极释气电离粒子模拟》一文中研究指出阴极释气电离产生的击穿现象是限制磁绝缘线振荡器(MILO)工作性能的一个可能因素,也是限制其重频运行的主要障碍。利用叁维全电磁粒子模拟程序对高功率微波器件MILO中阴极释气电离现象的物理建模技术以及实现叁维自洽运算所需的粒子模拟技术进行了分析研究。对不同相对释气率的情况进行了模拟计算,模拟计算结果表明,当释气率超过一定阈值时,电离导致的等离子体会使微波输出功率迅速下降。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2016年03期）
江涛,贺军涛,张建德,李志强,令钧溥[9]（2015）在《带渐变过渡型提取结构的Ku波段磁绝缘线振荡器》一文中研究指出提出了一种渐变过渡型的微波同轴提取结构,解决了采用传统的均匀同轴提取结构的Ku波段磁绝缘线振荡器中存在的输出模式不纯和TEM模传输效率较低的问题。模拟结果表明,渐变过渡型提取结构实现了微波的高效提取和单一的同轴TEM模输出;过渡后的同轴结构利于支撑杆的设计,满足了同轴TEM模的传输要求。与传统的均匀同轴提取结构相比,渐变过渡型提取结构能够适量提高器件的品质因数,进而加强束波作用,加快微波起振。(本文来源于《国防科技大学学报》期刊2015年02期）
陈代兵,文杰,施美友,秦奋,王冬[10]（2014）在《磁绝缘线振荡器脉宽及效率与叁角波电压关系》一文中研究指出采用数值模拟与实验相结合的方法,在没有功率容量不足问题的情况下,研究了磁绝缘线振荡器(MILO)的输出微波脉宽和功率效率与类似叁角形二极管电压的关系,研究结果表明:在相同宽度的电压条件下,随着电压幅度的增大,输出微波的底宽和半高宽相应增大,功率效率先增大,当达到饱和后功率效率逐渐降低;在相同电压幅度条件下,随着二极管电压上升沿(斜率不变)的增大,输出微波的半高宽略有增大,但功率效率略有降低。因此,在有限脉宽的类似叁角形二极管电压条件下,通过增大二极管电压上升沿的方法,可以有效地增大输出微波脉宽;而在有限电压幅度条件下,通过减小电压上升沿的方法,可以有效地增大输出微波的功率。选择适当的二极管电压参数,可以解决MILO器件在类似叁角形二极管电压条件下的输出微波功率和脉宽两个指标相匹配的问题。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2014年08期）
磁绝缘线振荡器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对当前高功率微波(HPM)中的热点器件磁绝缘线振荡器(MILO)频率低、效率低等问题,提出了一种可以沿x方向平面展开的平面MILO。该器件也是一种低阻抗高功率微波器件,通过一个低外加磁场来代替常规MILO中的磁绝缘电流,辅助实现器件的磁绝缘,从而实现器件效率的提高。结合PIC模拟,建立一个外加低磁场的C波段平面MILO,并根据其慢波结构(平面折绉表面)特点给出相应的色散曲线,确定微波器件工作点,利用2.5维全电磁粒子模拟软件对其进行数值模拟,在输入为4.0GW电功率(工作电压约800kV)的条件下,模拟得到频率为6.56 GHz的微波输出,通过优化外加磁场,使得模拟微波输出功率达到1.22GW,功率效率在C波段条件下超过30%。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
磁绝缘线振荡器论文参考文献
[1].李安昆.磁绝缘线振荡器长寿命阴极研究[D].国防科学技术大学.2016
[2].李原,李正红,吴洋,李志春,杨俊飞.平面磁绝缘线振荡器的作用机理及模拟设计[J].强激光与粒子束.2016
[3].江涛.Ku波段磁绝缘线振荡器研究[D].国防科学技术大学.2016
[4].陈代兵,于爱民,张勇,文杰.一种高效率的磁绝缘线振荡器[C].2016真空电子学分会第二十届学术年会论文集（上）.2016
[5].秦奋.磁绝缘线振荡器重频运行技术研究[D].中国工程物理研究院.2016
[6].李原.平面磁绝缘线振荡器的设计与模拟研究[D].中国工程物理研究院.2016
[7].孙会芳,董志伟.高电压运行的高效率磁绝缘线振荡器设计[J].强激光与粒子束.2016
[8].董志伟,孙会芳,杨郁林,杨温渊,周前红.磁绝缘线振荡器阴极释气电离粒子模拟[J].强激光与粒子束.2016
[9].江涛,贺军涛,张建德,李志强,令钧溥.带渐变过渡型提取结构的Ku波段磁绝缘线振荡器[J].国防科技大学学报.2015
[10].陈代兵,文杰,施美友,秦奋,王冬.磁绝缘线振荡器脉宽及效率与叁角波电压关系[J].强激光与粒子束.2014
论文知识图
