【技术实现步骤摘要】
一种基于等效电流源模型的PPM结构逆分析方法及装置
[0001]本专利技术涉及周期永磁聚焦系统PPM
，具体涉及一种基于等效电流源模型的PPM结构逆分析方法及装置。
技术介绍
[0002]PPM(周期永磁聚焦系统)的优点在于体积小、质量轻，其体积和质量只有均匀永磁系统或螺旋管聚焦系统的1/5甚至更小；此外，PPM不会消耗功率，采用PPM结构更节省功率，还能方便地实现包装式结构，因而得到了广泛的应用。
[0003]在太赫兹频段，由于频率很高使得电子光学系统结构中的关键尺寸很小，电子传输通道窄。高频率器件中的电子枪通常要求有高电流密度、大面积压缩比，因此要想得到脉动小和层流性好的电子注，对磁聚焦系统的设计要求也更加苛刻。此外，传统的PPM结构分析优化多为直接通过CST等仿真软件建模仿真优化，正向分析出符合指标要求的PPM结构，然而需要调整优化的结构参数和设计指标较多，耗费的时间也较长。因此PPM结构的分析及仿真计算耗费了大量时间和精力，为电子光学系统的仿真设计带来了很大困扰，严重阻碍了电子光学系统的发展。
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种基于等效电流源模型的PPM结构逆分析方法，其特征在于，该方法包括：获取电子注参数，根据所述电子注参数计算PPM结构的基础参数；初始化PPM结构，根据所述PPM结构的基础参数对所述PPM结构进行PPM结构的结构参数初始化，得到PPM初始结构；根据PPM初始结构的极靴，由极靴材料确定极靴材料的最大磁场；根据所述PPM初始结构及所述极靴材料的最大磁场，采用考虑极靴影响的有限长PPM快速计算方法对所述PPM初始结构进行逆分析，得到满足要求的PPM最终结构。2.根据权利要求1所述的一种基于等效电流源模型的PPM结构逆分析方法，其特征在于，所述PPM结构的基础参数包括均匀磁场峰值、PPM结构单周期长度的范围和周期数目。3.根据权利要求2所述的一种基于等效电流源模型的PPM结构逆分析方法，其特征在于，所述周期数目N是通过高频结构长度得到；所述均匀磁场峰值的计算表达式为：B0＝δB
0b0b
式中，B0为均匀磁场峰值；δ为行波管的系数；B
0b
为理想磁场值；B
b
为布里渊磁场；I为电子枪区域射出的电子注的电流，V为电子枪区域射出的电子注的电压，r
b
为电子注半径；所述PPM结构单周期长度的范围的计算表达式为：式中，L为PPM结构单周期长度。4.根据权利要求2所述的一种基于等效电流源模型的PPM结构逆分析方法，其特征在于，所述PPM结构的结构参数包括横向参数、轴向参数和剩磁；所述横向参数包括极靴头内半径、极靴头外半径、极靴高度、磁环内半径和磁环外半径；所述轴向参数包括磁环厚度，极靴厚度，极靴间隙；所述极靴头内半径是由高频结构确定；所述极靴头外半径、极靴高度、磁环内半径和磁环外半径均是由所述极靴头内半径来确定；所述磁环厚度、极靴厚度均是根据所述周期来确定；所述极靴间隙等于使得中间磁场峰值B
‑
peak取到最大值时的极靴间隙值；所述剩磁是预设给定。5.根据权利要求1所述的一种基于等效电流源模型的PPM结构逆分析方法，其特征在于，所述考虑极靴影响的有限长PPM快速计算方法对所述PPM初始结构进行逆分析的具体步骤为：步骤A，计算PPM结构的最大磁场，并将所述PPM结构的最大磁场与所述极靴材料的最大磁场进行比较：若所述PPM结构的最大磁场小于等于预设系数乘以所述极靴材料的最大磁场，则执行步骤B；若所述PPM结构的最大磁场大于预设系数乘以所述极靴材料的最大磁场，
则通过减小所述PPM结构的最大磁场进行修正；步骤B，通过迭代算法计算出等效磁环内径，并把等效磁环内径代入不考虑极靴影响的有限长PPM快速计算方法中，得到考虑极靴影响的有限长PPM等效电流源模型；步骤C，采用所述考虑极靴影响的有限长PPM等效电流源模型计算当前PPM结构各个磁场峰值P1,P2,
…
,P
i
,
…
,P
N
；步骤D，计算差值ΔP
i
＝P
i
‑
D
技术研发人员：苏子轩，徐进，何红宾，李鸿儒，岳玲娜，殷海荣，赵国庆，王文祥，魏彦玉，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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