【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及行波管永磁环磁特性测量，尤其涉及一种行波管永磁环轴向峰值磁通密度的测量方法及装置。
技术介绍
1、行波管高功率、宽频带、低噪声、高增益等优良特性，被广泛的应用于通信、雷达、电子对抗等现代电子设备中。行波管是靠和电磁波同步的电子把能量交给电磁波实现放大。电子束从电子枪出来后穿过慢波结构，电子束中电子相互排斥使电子束发散而达到慢波结构中，失去能量交换的机会，因此需要一个磁聚焦系统约束电子束，使其能顺利通过慢波结构实现放大。现在的行波管采用周期永磁聚焦系统进行聚焦，周期永磁聚焦系统是由轴向磁化相互排斥的永磁环和高磁导率、高饱和磁化强度的极靴排列而成的周期磁场，要求永磁环的轴向峰值磁通密度在一定的范围内。
2、目前，永磁环的轴向峰值磁通密度一般采用带有轴向霍尔探头的特斯拉计/高斯计来测量。采用特斯拉计/高斯计来测量永磁环轴向峰值磁通密度，需要根据轴向霍尔探头尺寸和永磁环内径尺寸，制作不同尺寸的测量工装，以保证轴向霍尔探头沿永磁环的中心轴线运动。而且不同特斯拉计/高斯计相对标准磁通密度值(计量用标准磁通密度值)的误差不同，在测量时需根据计量结果进行修正。霍尔轴向探头计量最大量程为100mt，行波管需要的永磁环的轴向峰值磁通密度从几十毫特到几百毫特，当永磁环轴向峰值磁通密度大于100mt时，不同特斯拉计/高斯计测量误差较大，只能通过自制标准永磁环来传递量值，但是不同用户自制的标准永磁环来传递的量值不同，不利于永磁环轴向峰值磁通密度的准确测量。
技术实现思路
1、本专利
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种行波管永磁环轴向峰值磁通密度的测量方法，采用一维亥姆霍兹线圈和数字磁通计，其步骤包括：
3、(1)信息采集步骤：测量行波管永磁环的尺寸，确定永磁环状态，然后输入永磁环尺寸和状态信息；
4、(2)测量步骤：采集一维亥姆霍兹线圈的线圈常数，采用数字磁通计测量永磁环在亥姆霍兹线圈中产生的磁通量；
5、(3)数据处理步骤：结合永磁环的尺寸和状态、亥姆赫兹线圈常数和亥姆霍兹线圈中产生的磁通量，解算得到永磁环的轴向峰值磁通密度。
6、作为优选的技术方案，
7、步骤(1)中，所述行波管永磁环的尺寸信息包括外径d，内径d和高度h，设永磁环体积为v，永磁环的高度外径比为k1，内外径比为k2，则有：
8、
9、k1＝h/d (2)
10、k2＝d/d (3)；
11、所述永磁环状态包括饱和磁化状态或磁场调制状态。
12、作为优选的技术方案，
13、步骤(2)中，所述永磁环的磁通量基于法拉第电磁感应原理测得，具体方法为：
14、设亥姆霍兹线圈常数为c，在亥姆霍兹线圈磁场均匀区内，永磁环看成一磁偶极子；磁矩m在亥姆霍兹线圈轴线上的分量mz产生的感应电动势为e，则有:
15、
16、其中，μ0为真空磁导率，为感应电动势的时间积分。
17、设永磁环为均匀磁化，其轴向磁化强度为mdz，则有
18、mz＝mdzv (5)
19、根据法拉第电磁感应原理，设t1瞬间即开始时永磁环在亥姆霍兹线圈中产生的磁通量t2瞬间即结束时产生的磁通量则：
20、
21、根据公式(4)、(5)和(6)，得到永磁环的磁通量与其轴向磁化强度为mdz的关系如下：
22、
23、作为优选的技术方案，
24、饱和磁化状态下，永磁环的轴向峰值磁通密度bz与其轴向磁化强度为mdz存在如下关系：
25、
26、设q为永磁环的形状因子，令
27、
28、根据公式(7)、(8)和(9)，将永磁环轴向峰值磁通bz的测量转化为磁通量的测量，换算公式如下：
29、
30、作为进一步优选的技术方案，
31、磁场调制状态下，永磁环轴向峰值磁通bz的与磁通量的换算公式如下：
32、
33、其中，a为磁通调制修正系数，与永磁环磁场调制程度有关。调制后永磁环磁通值与饱和磁通值之比在90％～100％时，a取值1；调制后永磁环磁通值与饱和磁通值之比在75％～90％时，a取值0.99；调制后永磁环磁通值与饱和磁通值之比在60％～75％时，a取值0.98；调制后永磁环磁通值与饱和磁通值之比低于60％时，a取值0.97。
34、本专利技术的目的之二，在于提供一种行波管永磁环轴向峰值磁通密度的测量装置，包括：
35、信息采集模块：用于测量行波管永磁环的尺寸，确定永磁环状态，输入永磁环尺寸和状态信息；
36、测量模块：用于采集一维亥姆霍兹线圈的线圈常数，测量永磁环在亥姆霍兹线圈中产生的磁通量；
37、数据处理模块：用于结合永磁环的尺寸和状态、亥姆赫兹线圈常数和亥姆霍兹线圈中产生的磁通量，解算得到永磁环的轴向峰值磁通密度。
38、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
39、1、将永磁环中心点轴向磁通密度的单点测量转化为永磁环整体的磁通测量，无需专用测量工装，通用性强；
40、2、可实现使用不同亥姆霍兹线圈对不同尺寸永磁环轴向峰值磁通密度的快速筛选，适用范围广；
41、3、测量过程操作简单，测试重复性高，测量效率高。
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1.一种行波管永磁环轴向峰值磁通密度的测量方法，其特征在于，采用一维亥姆霍兹线圈和数字磁通计，其步骤包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
6.一种行波管永磁环轴向峰值磁通密度的测量装置，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种行波管永磁环轴向峰值磁通密度的测量方法，其特征在于，采用一维亥姆霍兹线圈和数字磁通计，其步骤包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王林梅，程玲莉，
申请(专利权)人：西南应用磁学研究所中国电子科技集团公司第九研究所，
类型：发明
国别省市：
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