【技术实现步骤摘要】
一种基于角向对称旋转的超导磁体测试和校准方法及装置
[0001]本专利技术属于真空电子、大功率毫米波源器件领域，具体涉及一种基于角向对称旋转的回旋行波管超导磁体高精准测试和校准方法及装置。
技术介绍
[0002]回旋行波管作为快波器件具有大功率、高效率和高频率等特点，在下一代高分辨率成像雷达、毫米波电子对抗和高速率远程通信等众多领域有着重要的应用前景，在国际上以及国内受到高度重视。
[0003]超导磁体作为回旋行波管系统的核心器件其示意图如图1所示，主要由外部杜瓦结构和内部线包两个部分构成。其中外部杜瓦结构主要作用是将线包进行封装；内部线包的主要作用为产生磁场并引导电子注沿着磁场线做回旋运动，其产生的磁场沿轴向可分为上升区、均匀区和下降区三部分。超导磁体内部线包在生产加工时会产生误差，其位置是否和回旋行波管管体处于同一中心轴线，对回旋行波管的大功率、高效率和高频段工作起着至关重要的影响。电子注的运动状态受轴向磁场分布的影响较大，轴向磁场在电子枪区域的误差会使高频结构区域电子注的速度离散增大，横纵速度比和引导中心半径发...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于角向对称旋转的回旋行波管超导磁体测试和校准方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于角向对称旋转方式求解高斯计测试误差；S1.1、通过高斯计确定超导磁体的上升区、均匀区和下降区；S1.2、求解高斯计测试误差；所述高斯计测试误差是高斯计霍尔片探头加工误差，以及测试时霍尔片探头与超导磁体的位置偏差的叠加；以超导磁体的端面作为XY平面，垂直于磁体端面的方向为Z轴；将霍尔片探头放置于磁场均匀区，此时只有高斯计测试误差和内部线包轴线倾斜误差；保持霍尔片探头和磁体温孔的径向相对距离不变，然后角向旋转霍尔片探头，每隔π/4记录高斯计上X方向读数，高斯计读数由式(2)、式(3)表示：计读数由式(2)、式(3)表示：其中B0和G
x
分别表示霍尔片探头在磁场均匀区时该轴向位置处的磁场和磁场在X轴方向分量的大小，G
x:π
为旋转角度为π时磁场在X轴方向分量的大小，θ为内部线包轴线倾斜导致的磁场倾斜角，α为霍尔片探头与X轴夹角，β为霍尔片探头与Y轴夹角，为霍尔片探头角向转动角；对均匀区处的磁场进行测试时，假设霍尔片探头和超导磁体在Z轴平行，所以：B
z
≈B0cos(θ)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中B
z
值为高斯计上G
z
的读数；为了减小式(2)、式(3)中未知量的数目，将两个径向位置相差π的G
x
值进行求和，推导出式(5)：G
x
+G
x:π
＝2B0cos(θ)cos(α)≈2B
z
cos(α)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)因此，霍尔片探头和X轴之间的夹角α通过式(6)计算得到；同理，高斯计霍尔片探头和Y轴之间的夹角β通过式(7)计算得到；轴之间的夹角β通过式(7)计算得到；其中G
y
表示高斯计霍尔片探头在该轴向位置处的磁场在Y轴方向分量的大小；G
y:π
表示旋转角度为π时磁场在Y轴方向分量的大小；因此，在X轴方向上，高斯计测试误差为90
°‑
α，在Y轴方向上，高斯计测试误差为90
°‑
β；S2、求解超导磁体内部线包生产加工误差；所述超导磁体内部线包生产加工误差包括轴线倾斜误差和轴向偏移误差；S2.1、求解轴线倾斜误差；保持霍尔片探头的位置在磁场均匀区不变，霍尔片探头位置处的磁场在X轴方向分量
的大小和内部线包轴线倾斜导致的磁场倾斜角的关系由式(8)表示：同理，霍尔片探头位置处的磁场在Y轴方向分量的大小和内部线包轴线倾斜导致的磁场倾斜角的关系由式(9)表示：将霍尔片探头和X、Y轴之间夹角都视为90
°
，所以：sin(α)≈sin(β)≈1
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)将式(10)代入式(8)和式(9)，得到：将式(10)代入式(8)和式(9)，得到：联立式(4)、式(11)和式(12)求解得到式(13)：将高斯计上X、Y、...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋伟，鲁朝轩，赵大钧，韩槟阳，刘国，姚叶雷，王建勋，罗勇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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