杨温渊
- 作品数：64 被引量：125H指数：8
- 供职机构：北京应用物理与计算数学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国工程物理研究院科学技术发展基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：电子电信理学自动化与计算机技术核科学技术更多>>
- 束流发射度对太赫兹折叠波导行波管性能的影响分析
- 研制太赫兹折叠波导行波管放大器时，器件尺寸处在亚毫米量级甚至更低，而且随着频率的升高，器件尺寸会进一步缩小，因此为了保证束流的高流通率和束波转换效率，除了需要提高束流密度以外，还必须对束流的品质加以限制，即对束流的横向发...
- 张芳董志伟董烨孙会芳杨温渊
- 关键词：行波管放大器折叠波导太赫兹波束流发射度
- 同轴反射三极管振荡器的数值模拟
- 2008年
- 提出了一种新型的同轴反射三极管振荡器并对其进行了数值模拟研究。新模型在阴极底座处延伸出一定半径和长度的内导体到互作用区,使得互作用区有了一定的电场梯度,有助于电子在虚阴极和阴极之间来回反射。另外,阴极内导体的引入也使得该器件要求的电子束阻抗可以较高,阴阳极间距可以较大。在电子束电压和电流分别为590 kV和19.1 kA、输出区波导半径为5.6 cm、二极管阴阳极间距为2.5 cm时,通过参数优化,模拟得到输出频率、周期平均功率和效率分别为3.62 GHz,1.7 GW和15%的微波输出。对器件的物理机制进行了初步分析,结果表明反射电子的振荡对微波的产生起主要作用。
- 杨温渊
- 关键词：高功率微波振荡器数值模拟
- 全腔输出半透明阴极相对论磁控管的结构改进和性能提升
- 2021年
- 对全腔输出半透明阴极相对论磁控管做了进一步的改进,并对其进行了物理分析和三维全电磁粒子模拟研究。通过半透明阴极结构的改进,即改变阴极角向方位和阴极发射面高度参差设计以及局部参数优化,使得在较宽的工作参数范围内,器件起振初期可能出现的模式竞争得到抑制,起振时间进一步缩短,同时输出效率得到较大提高。在注入电子束电压和电流分别约为518 kV和4.1 kA、外加磁场为0.575 T时,模拟在S波段获得了效率大于66%、功率约1.42 GW的微波输出。同时还给出了电子束电压和外加磁场等参数在一定范围内变化时对输出性能的影响规律。研究结果可应用于高效紧凑型相对论磁控管的实验研究。
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- 关键词：相对论磁控管
- 超宽带等离子体相对论微波噪声放大器的物理分析和数值模拟
- 2023年
- 利用全电磁粒子模拟方法对等离子体相对论微波噪声放大器(plasma relativistic microwave noise amplifier,PRNA)进行了物理分析和数值模拟.首先对无耦合时的波束色散关系进行了模拟分析,接着计算了微波线性增长率与带宽的变化规律,为后续整体模拟时参数的选择提供了理论依据.最后对PRNA进行了整体模拟,验证了PRNA在带宽和可调谐性方面的输出优势.当等离子体束密度为1.4×10^(19)/m^(3),电子束电压和电流分别为500 kV和2 kA,外加磁场为2.0 T时,模拟获得了功率约200 MW,效率为20%的微波输出,辐射场频谱范围约为7.0—9.0 GHz,带宽达到了2 GHz,输出模式为同轴TEM模.模拟结果还表明:等离子体束的密度n_(p)和厚度Δr_(p)对束波色散关系影响较大,随着n_(p)和Δr_(p)的增加,输出微波频率呈明显上升趋势,电子束电流和电压的变化对输出频率的影响相对较小,等离子体束和电子束径向间距的变化则对输出频率基本没有影响.研究结果可为器件的进一步的优化设计提供参考依据.
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- 关键词：等离子体色散关系
- 介质面刻槽抑制二次电子倍增蒙特卡罗模拟被引量：6
- 2013年
- 利用蒙特卡罗方法,针对介质表面刻槽抑制二次电子倍增的实验现象,进行了数值模拟研究。给出了二次电子倍增动力学方程、刻槽边界条件、二次电子初始能量与角度分布以及发射率分布关系;讨论了槽深、槽宽对二次电子倍增的抑制效果,以及同一刻槽结构对不同微波场强度和频率的二次电子倍增抑制能力;分析了双边二次电子倍增区域。数值研究结果表明:增加槽深、缩短槽宽可以抑制二次电子倍增;同一刻槽结构,更易于抑制高频场、场强较低或较高下的二次电子倍增;刻槽尺寸的选择还应避开双边二次电子倍增区间。将数值模拟结果与相关实验现象进行了对比,吻合得较好。
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- 关键词：高功率微波蒙特卡罗模拟
- 两种外磁场形式对介质面次级电子倍增的抑制被引量：4
- 2013年
- 利用自编1D3VPIC程序,数值研究了不同外加磁场方式对次级电子倍增抑制的物理过程,给出了次级电子数目、平均能量、密度、运动轨迹、渡越时间、介质表面静电场及沉积功率等物理量时空分布关系。模拟结果表明:不同方向外加磁场抑制次级电子倍增的机理有所不同。轴向外加磁场利用电子回旋运动干扰微波电场对电子加速过程,使其碰壁能量降低以达到抑制二次电子倍增的效果;横向外加磁场利用电子回旋漂移过程中,电子半个周期被推离介质表面(不发生次级电子倍增),半个周期被推回介质表面(降低电子碰撞能量)的作用机理,达到抑制二次电子倍增的效果。讨论了横向磁场在回旋共振下,电子回旋同步加速导致回旋半径增大,电子能量持续增加的特殊过程。两种外加磁场方式都可以通过增加磁场达到进一步抑制次级电子倍增的目的。轴向外加磁场加载容易,但对磁场要求较高;横向外加磁场需要磁场较低,但加载较为困难。
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- 关键词：高功率微波介质表面外加磁场
- 提高相对论返波管超辐射峰值功率的新途径被引量：1
- 2008年
- 基于相对论返波管束波互作用的非线性自洽方程组,针对超辐射机制相对论返波管计算模型,编制程序数值研究了二极管电压、电流、耦合阻抗等参数对输出超辐射的影响,提出了提高相对论返波管超辐射峰值功率的新途径。通过全电磁粒子模拟程序验证了所得结论:超辐射机制下,通过电子束脉冲内线性调制二极管电压和电流,以及采用非均匀耦合阻抗的混合优化方式,可以增加束波共振范围和改善束波换能效率,达到进一步提高相对论返波管超辐射峰值功率的目的。
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- 关键词：高功率微波超辐射相对论返波管
- 有限电导率模块在THz折叠波导行波管模拟中的验证和确认
- 2014年
- 采用与同类商业软件比对的方法，在THz折叠波导行波管算例中对自编NEPTUNE3D程序的有限电导率模块进行有效验证和确认，包括冷腔损耗与计及损耗的热腔增益。比对结果表明：冷腔损耗计算相对误差在3％～4％左右，计及损耗的热腔最佳增益相对误差及最佳工作电压漂移相对误差均在2％左右。通过不同软件、冷腔损耗与热腔增益的比对，验证了有限电导率模块正确性和可靠性。此外，还对加工因素导致结构参数变化对冷腔损耗特性影响，做了规律性讨论。
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- 金属双边二次电子倍增瞬态演化及饱和特性
- 2016年
- 本文利用蒙特卡罗与粒子模拟方法对金属无氧铜材料双边二次电子倍增的瞬时演化特性和饱和物理机制进行了细致数值模拟研究。研究结果表明:二次电子数目、放电电流、放电功率、沉积功率随时间以指数形式快速增长后趋于饱和波动或振荡。随着间隙电压幅值的增加,二次电子数目、放电电流、放电功率、沉积功率均呈现先增加后减小的规律。放电电流波形相对间隙射频电压波形存在延时现象,导致二次电子倍增中存在部分充电过程;随着间隙电压幅值的增加,延时逐步缩短,二次电子倍增逐步转化为稳定放电状态。二次电子倍增发展阶段,射频相位聚焦效应占主导;二次电子倍增过程中存在明显的电子束宽度拓宽现象,当空间电荷效应与射频场对电子的相位聚焦效应平衡时,二次电子倍增进入饱和阶段。二次电子倍增过程中空间电荷场主要起到了两方面作用。首先,空间电荷效应导致电子碰撞相位发散,使电子溢出聚焦相位区间;其次,空间电荷效应导致发射面电场呈现"反场"效应直接阻止了二次电子的发射。
- 董烨刘庆想庞健杨温渊周海京
- 关键词：蒙特卡罗方法
- 并行3维全电磁粒子模拟软件NEPTUNE的外加磁场模块设计
- 介绍了3维全电磁粒子模拟软件NEPTUNE中常用外加磁场加载模块的设计思路和方法,包括简单的磁场分布方程和离散数值加载、螺线管磁场加载、直线及螺旋线磁场分布加载、摇摆器磁场加载以及永磁体磁场加载等方式.每一类磁场加载模式...
- 董烨杨温渊陈军董志伟
- 关键词：高功率微波外加磁场
- 文献传递
