带开口磁环的周期永磁聚焦系统

发布时间：

2023-09-04

带开口磁环的周期永磁聚焦系统

由于目前常用的磁聚焦系统设计方法不能直接计算带有非轴对称开口磁环的磁系统，因此在行波管磁系统实验测试基础上，提出了双面带极靴的开口磁环体积等效概念：将开口磁环等效为相等体积磁性材料的２维轴对称磁环，两者都双面带极靴时轴上的磁场值相等。使用２维电磁计算软件ＦＥＭＭ计算了采用该等效模型后的周期磁聚焦系统的轴上磁场值，计算结果与带有开口磁环的实际系统测试值符合良好，两者相差仅３×１０－Ｔ。该２维等效模型能代替开口磁环进行计算。

周期永磁聚焦系统广泛应用于行波管中以聚焦电子注。在行波管电子光学系统的设计中，周期永磁磁聚焦系统的设计一般由电子注参数确定其规则区初始的磁场周期和峰值，而过渡区的磁场峰值一般为规则区磁场峰值的５０％～８０％。然后在规则区域根据余弦曲线分布，对电子枪区及过渡区设定某种函数分布，从而得到轴上磁场分布。将轴上磁场分布值带入行波管电子光学计算软件进行数值模拟，并不断反复调整，直到满意的电子轨迹图形出现，最终可以得到电子光学系统需求的磁聚焦系统的轴上磁场设计曲线值。确定出周期磁场聚焦系统轴上磁场分布曲线后，还需要利用模拟软件对磁系统每一个磁环的充磁值进行反复的计算和调整，直到装配出与设计结果尽可能一致的聚集系统。

　行波管实际磁聚焦系统由于输入、输出装置的引入，必然有一些磁环需要开口，而目前常用的磁聚焦系统设计方法如磁导法、等效退磁因子法、２维软件模拟法等都不能直接计算带有非轴对称的开口磁环的磁系统。因此，需要探索一种开口磁环的轴对称等效模型，以利用２维计算工具如ＦＥＭＭ等准确计算这样磁周期磁聚焦系统轴上磁场值，以及确定构成这样的磁聚焦系统的每一个单磁环的轴上磁场值，以便给每个单环充磁，快速完成磁聚焦系统的设计。

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