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驻波加速管的基本理论模型

时间:2022-06-24 百科知识 版权反馈
【摘要】:驻波加速管的基本思路是交流动态电场的“接力型”加速方式。驻波加速管的基本理论模型,见图2-8-2。当需要更高的能量时,可按此顺序继续增加电极,就可以得到所需要的电子能量,这就是驻波加速管的基本理论基础。因此,只能通过寻求一种谐振腔列(链)的方式来实现。这种谐振腔列(链)其实就是我们所说的驻波加速管。驻波加速管的工作原理和结构特点详见本章第三节。

驻波加速管的基本思路是交流动态电场的“接力型”加速方式。驻波加速管的基本理论模型,见图2-8-2。图中带中心圆孔的薄片电极同轴排列,相邻电极之间分别接上相同频率(fa)的交变电源,形成图中底部所示的幅度随时间上下振荡但空间位置不变的交流电场波形。当电子处在图中1和3的位置时,如果电压波形正好是图中实线所示的形状,则电子得到加速;电子穿过电极中心孔时,电场强度为0,电子依靠惯性继续运行进入图中的2、4区域,如果这时电压波形正好变为图中虚线所示的形状,即图中的极间电场方向发生了逆转,则电子被继续加速。当需要更高的能量时,可按此顺序继续增加电极,就可以得到所需要的电子能量,这就是驻波加速管的基本理论基础。

图2-8-1 行波加速管理论模型

图2-8-2 驻波加速管理论模型

通过简单的理论推导,我们可以得到,当电源频率fa、极间距离D和电子平均速度ve之间符合式2-8-1的关系式时,电子就可以得到持续加速,更确切地说,电子能量就会得到持续提高。

但是,这种理论模型在一般的电气工程上是不可能实现的。这是因为,如果D取5cm,ve近似为光速,则代入式2-8-1很容易计算出所需要的电源频率fa高达3000MHz,而理论分析和实践经验都表明,这么高频率的电功率是不可能用电线来传输的。因此,只能通过寻求一种谐振腔列(链)的方式来实现。这种谐振腔列(链)其实就是我们所说的驻波加速管。驻波加速管的工作原理和结构特点详见本章第三节。

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