微电真空折叠波导行波管放大器的电子枪设计
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中国工程物理研究院预先研究资助项目(9090502-2)

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Design of electron gun for vacuum microelectronic FWG-TWT amplifier
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    研制工作于太赫兹波段的微电真空折叠波导行波管(FWG-TWT)放大器,需要设计束流集中且发射度小、结构紧凑的热阴极电子枪。本文首先依据典型皮尔斯电子枪的设计理论,通过编程计算初步选定了热阴极电子枪的基本结构参数,然后利用模拟工具对电子枪的结构参数模型进行了初步的仿真优化。针对工作频率为0.22 THz的微型折叠波导行波管,设计电子枪输出:束流约为20 mA,束压为18.4 kV,束半径为0.01 cm,发射度为1.0 mm?mrad的系统要求。

    Abstract:

    As vacuum microelectronic devices for terahertz radiation, the design and development of Folded Waveguide Traveling-Wave Tube(FWG-TWT) amplifiers requires such electron guns that have concentrated beam flow, small emittance, compact structure, thermionic emission cathode. This paper discusses the theory of typical Pierce gun, and then determines the design parameters of gun structure by following Vaughan programming steps, lastly the structure is optimized by using simulation software. According to 0.22 THz FWG-TWT, beam output requirements of electron gun should be achieved as follows: beam-current is about 20 mA, beam-voltage 18.4 kV, minimum beam radius 0.01 cm, and particle emittance in the magnitude of mm?mrad.

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引用本文

张 芳,董 烨,董志伟,孙会芳.微电真空折叠波导行波管放大器的电子枪设计[J].太赫兹科学与电子信息学报,2011,9(3):320~324

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  • 收稿日期:2011-03-13
  • 最后修改日期:2011-04-19
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