【技术实现步骤摘要】
一种监测回旋行波安全工作的方法
本专利技术属于等离子体分析
，具体涉及一种监测回旋行波管安全工作的方法。
技术介绍
回旋行波管在高工作和连续波状态下由于材料出气等原因一般难以长时间稳定可靠工作，在连续工作6-7个小时后，器件会进入故障高发期。目前，国际上对限制回旋行波管稳定可靠工作的因素尚未完全清楚，由此导致回旋行波管的工程实用性大幅下降。实验室通过大量高功率实验研究，总结出残余气体碰撞电离是影响器件稳定工作的最重要因素，如图1所示，随着真空度下降，残余气体碰撞电离加剧，器件工作将面临以下问题：工作电流脉内纹波、器件噪底提升、频谱杂散、功率波动、脉冲波形异常、脉冲波形垮塌、击穿打火及输出窗炸裂等。如图2所示，出现以上问题的原因在于：器件为满足毫米波高功率输出，必然工作在小横截面、高电压、大电流环境下以提供有效的互作用高频结构及足够的直流转换功率，其小尺度、高功率、高电压、大电流的工作环境导致器件单位面积功率损耗大、电场强度高、电流密度高。随着损耗功率密度的提升，器件内壁工作温度上升，其中蕴含的深层气体将向外扩散，其表面气体也将脱附，器件内部的残余气体数量增多...
【技术保护点】
1.一种监测回旋行波管安全工作的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建基于复杂等离子体形成及演化的回旋行波管模型；S2、设置回旋行波管正常工作时的参数范围；S3、将电子束和外加磁场持续输入到回旋行波管模型中，并判断其工作参数是否在正常工作时的参数范围内，若是，则回旋行波管模型持续输出微波，直到输出微波达到设定的目标工作参数及时长后，监测结束；若否，则进入步骤S4；S4、将电子束和外加磁场暂时停止输入到回旋行波管模型中，同时，对回旋行波管进行抽真空和降温处理，在不改变管壁材料的情况下，改善管内的环境，直到其工作参数回到正常工作时的参数范围，使回旋行波管模型继续工作，并持续...
【技术特征摘要】
1.一种监测回旋行波管安全工作的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建基于复杂等离子体形成及演化的回旋行波管模型；S2、设置回旋行波管正常工作时的参数范围；S3、将电子束和外加磁场持续输入到回旋行波管模型中，并判断其工作参数是否在正常工作时的参数范围内，若是，则回旋行波管模型持续输出微波，直到输出微波达到设定的目标工作参数及时长后，监测结束；若否，则进入步骤S4；S4、将电子束和外加磁场暂时停止输入到回旋行波管模型中，同时，对回旋行波管进行抽真空和降温处理，在不改变管壁材料的情况下，改善管内的环境，直到其工作参数回到正常工作时的参数范围，使回旋行波管模型继续工作，并持续输出微波；当输出微波达到设定的目标工作参数及时长后，监测结束。2.根据权利要求1所述的监测回旋行波管安全工作的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述回旋行波管模型包括轨迹分析模块、碰撞分析模块、管内气压动态分析模块和电磁场分析模块；所述轨迹分析模块用于定量给出碰撞前与碰撞后电荷轨迹与速度分布，为碰撞概率分析、气压动态分析与注波互作用提供电荷相空间分布情况，并评估杂散电子对器壁的轰击效应；所述轨迹分析模块与所述碰撞分析模块、气压动态分析模块及电磁场分析模块相耦合；所述碰撞分析模块用于定量化的给出碰撞发生概率、碰撞位置、碰撞散射后电荷速度与轨迹变化和电离后的新加电荷分布；所述碰撞分析模块分别与所述轨迹分析模块及所述管内气压动态分析模块相耦合；所述管内气压动态分析模块用于定量分析回旋行波管模型中电荷与残余气体碰撞几率；所述管内气压动态分析模块与所述轨迹分析模块相耦合；所述电磁场分析模块用于分析碰撞电离后产生的新的空间电荷相空间分布对注波互作用的影响；所述电磁场分析模块与所述碰撞分析模块相耦合。3.根据权利要求2所述的监测回旋行波管安全工作的方法，其特征在于，所述轨迹分析模块的分析过程具体为：A1、根据发射的电子束、回旋行波管内的电磁场和当前每个电子和电荷的时间步长，并结合碰撞分析模块确定的新电荷的分布，确定每个宏电荷的相空间；A2、根据该宏电荷在回旋行波管中所处的位置，确定其所受的电磁场力，并根据宏电荷运动方程，得出宏电荷下一个时间步长的速度；A3、根据宏电荷运动方程，得出下一时间步长位置，并根据其运动轨迹确定杂散电子对回旋行波管器壁的轰击效应；...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒲友雷，李孚嘉，鄢然，罗勇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51
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