多注RKA束流调制的理论与模拟比较分析

多注RKA束流调制的理论与模拟比较分析

何琥;刘振帮;黄华

【期刊名称】《强激光与粒子束》 【年(卷),期】2019(031)001

【摘要】采用非线性理论探索了同轴多注相对论速调管放大器(CMRKA)的束波互作用特性,并与PIC结果进行了验证分析.首先推导了实心电子束的几何因子,然后分别给出了归一化调制电流和电子束动能的积分微分方程,并给出了多注速调管放大器的同轴输入腔间隙耦合系数的公式.对于束压为600 kV、束流为5 kA的16注电子束,当输入腔间隙电压分别为4.6,32.7,189 kV时,采用一维非线性理论和三维粒子模拟程序分别计算了基波电流调制系数和距离的关系,理论和模拟结果比较一致.当间隙电压为4.6 kV时,理论计算了多注电子数的个数分别为8,12,16以及实心电子束的半径与单注电子束通道半径比6/15,8/15,10/15(通道半径不变)时基波电流调制系数随传输距离的变化.结果表明,随着多注电子数的个数和电子束半径的增加,基波电流调制系数有逐渐变大的趋势.此外还计算了当间隙电压为20 kV时,归一化电流和归一化电子束动能随时间的变化和归一化常数N(z)与调制电流的n次谐波的电流调制系数随传输距离的变化.

【总页数】6页(22-27)

【关键词】自洽的非线性理论;三维粒子模拟;几何因子;积分微分方程;电流调制系数;电子束动能

【作者】何琥;刘振帮;黄华

【作者单位】中国工程物理研究院 应用电子学研究所,高功率微波技术重点实验