1.一种行波管周期永磁聚焦系统磁场设计方法,其特征在于,包括以下步骤:
s1、根据行波管结构,获得输入针到阴极底部的距离l0、磁钢长度t1和极靴长度t2,结合输入针前面的磁钢数量n计算得出正弦周期磁场的第一个峰值距离阴极的位置l
l=l0-n×(t1+t2)
在不添加磁场的情况下,对行波管电子枪结构进行仿真并查看结果;若仿真结果电子注的注型包络曲线在第一个峰值磁场对应轴向位置的切线方向不与轴线方向平行或在该位置的注半径与工作要求注半径的比值超过120%,则需对电子枪的结构进行重新设计与优化,直至电子注的注型包络曲线在第一个峰值磁场对应轴向位置的切线方向与轴线方向平行且该位置的注半径与工作要求注半径比值不超过120%;
s2、在满足s1对电子枪性能要求的基础上,根据该条件下第一个周期磁场峰值所在位置对应的注半径a、行波管工作电压u和工作电流i计算得出该位置对应的布里渊磁场bp;
s3、设置仿真磁场的第一个半周期的峰值,大小为布里渊磁场bp的1.1~1.2倍;将第二个半周期的峰值设置为布里渊磁场bp的1.65~1.7倍;
s4、在仅添加两个半周期磁场的情况下进行电子枪仿真,观察注型结果,以保证注型在两个半周期磁场范围内维持在所需注半径为基准,调整s3中的两个半周期磁场峰值;在此基础上,依次对随后的连续5~6个半周期的磁场峰值进行递增设置,起始为1.5~1.55倍的布里渊磁场bp,每设置1~2峰值进行一次仿真,每一次的结果都需要保证注型磁场范围内维持在所需注半径,且最后一个半周期磁场峰值控制在2.2~2.3倍bp。
s5、在s3和s4的基础上,将后续磁场峰值设置与s4的最后一个峰值保持一致,进行完整的考虑磁场分布的电子枪仿真,保证注型在输入针之后维持在所需注半径以内。
s6、根据步骤s1~s5确定的仿真磁场峰值分布、行波管要求的磁钢内外半径、极靴长度以及通道半径,进行周期永磁聚焦系统的设计,计算得到周期永磁聚焦系统实际的磁场分布,回代电子枪进行复算。
将最终得到的仿真磁场与实际磁场的仿真结果进行对比:若二者的仿真结果一致,则完成电子枪和周期永磁聚焦系统的设计;若实际磁场下电子枪仿真电子注轨迹不能满足注型要求,则返回s3,在已有基础上微调各个半周期磁场的峰值,直至得到满足要求的电子注轨迹。