强激光与粒子束

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轻小型C波段超材料相对论磁控管————作者：肖紫燕;史迪夫;令钧溥;皮明瑶;丁彬;

摘要：相对论磁控管因其高功率转换效率、低工作磁场、结构简单紧凑等特性，已成为高功率微波源领域的研究热点。为了拓宽其应用场景，系统小型化与轻量化已成为相对论磁控管的重点技术攻关方向。传统微波源尤其是低频段微波源，受波长与径向尺寸的共度性约束，其慢波结构的径向尺寸往往需与工作波长同量级，这严重限制了其小型化和紧凑化设计。提出一种基于超材料的C波段全腔提取相对论磁控管，通过引入具有双负特性的超材料，突破传统共...

简单MOPA结构在1035 nm波段实现2 kW近单模输出————作者：王鹏;杨成;吴函烁;叶云;奚小明;张汉伟;王小林;习锋杰;

摘要：半导体直接泵浦的短波长高亮度掺镱光纤激光器在非线性变频、光纤级联泵浦等方面有着十分重要的应用。基于大模场掺镱光纤搭建了全光纤结构的1 035 nm光纤激光主振荡功率放大系统，实现了2 040 W的最高功率输出，斜率效率约为70%，最高输出功率下x和y方向的光束质量因子（M²）分别为1.33和1.22，放大自发辐射抑制比为32 dB，是目前报道的输出功率最高的1 035 nm波...

一种RF屏蔽型CF法兰-密封圈结构设计————作者：赵峰;朱潇潇;尉伟;常仁超;张浩;林涵文;

摘要：高能电子加速器中，束流与真空室相互作用产生的尾场会引发束流不稳定性，此现象在高重频(>10～5 Hz)超导加速器中尤为明显。全金属加速器真空室大量使用的CF刀口法兰，其连接处截面突变是导致产生束流耦合阻抗的主要来源之一。设计了一种RF屏蔽型法兰-密封圈连接结构，其目的是通过实现法兰-密封圈-法兰预紧密封后的平滑过渡，有效减少阻抗。首先，采用3D电磁仿真CST软件对比仿真了连接过渡段不同径向台...

新型单相交流输入低纹波可调直流稳压电源及其控制策略————作者：袁硕;张小平;李庆;

摘要：针对目前单相交流输入低纹波直流稳压电源存在主电路结构复杂等不足，提出一种新型的单相交流输入低纹波可调直流稳压电源主电路拓扑结构。介绍了该新型拓扑结构的基本工作原理，建立了其数学模型并分析了其电压传输特性，根据其低纹波高稳定度控制要求，提出一种基于改进迭代学习控制的参考输出电压幅值自补偿与双闭环比例复数积分(PCI)控制相结合的控制方法，最后对其效果进行了仿真与实验验证。同时，与目前常用单相交流输入...

12.5 kW霍尔推力器热设计措施的有效性分析研究————作者：孙明明;孔繁庭;杨俊泰;李沛;王尚民;

摘要：为了对取消散热板后的12.5 kW霍尔推力器的热设计优化提供工程指引，计算了推力器热耗并校准了热模型，之后采用有限元仿真结合热平衡试验验证对12.5 kW霍尔推力器的不同热设计措施的有效性进行了分析。结果显示，在取消散热板后，推力器各部件平均温升达到50～150℃，在考虑推力器主要的热量传递路径后，提出6种热设计措施并分别进行仿真分析。分析结果表明，措施4和措施6，即阻断空心阴极与内线圈的辐射热交...

用于340 GHz返波管的梯形双脊波导慢波结构————作者：石惠芬;岳玲娜;高博宁;徐进;蔡金赤;殷海荣;王文祥;徐勇;魏彦玉;

摘要：为进一步提高返波管的耦合阻抗和输出功率，提出了一种梯形双脊波导慢波结构。与正弦双脊波导和平顶型正弦双脊波导相比，在归一化相速度基本一致时，梯形双脊波导的电子注通道中心轴线耦合阻抗和截面平均耦合阻抗都得到了显著提升。仿真结果显示，在320～360 GHz频带范围内，其平均耦合阻抗较正弦双脊波导提升78.33%～86.97%，较平顶型正弦双脊波导提升至少46.65%。在相同工作条件及频带范围内，梯形双...

硬X射线自由电子激光装置聚束器低电平控制研究————作者：张志刚;杨文峰;蒋鸿儒;徐凯;黄雪芳;余悦超;武海龙;吴宏;常强;郑湘;赵玉彬;

摘要：硬X射线自由电子激光装置（SHINE）中常温L波段聚束器在电子束团进行压缩过程中发挥了关键作用，有效提升了束流品质，满足了SHINE对低发射度和低能散的注入要求。由于聚束器采用了2-cell的设计，特研制了一套数字化低电平控制系统。该系统基于FPGA板卡和上下变频板卡的架构，采用I/Q解调技术，集成了幅度相位反馈、频率调谐及场平坦度多电机协调控制功能。在10 kW连续波运行中，聚束器腔压的幅度稳定...

高能同步辐射光源增强器隧道网测量及精度研究————作者：闫皓月;董岚;王铜;梁静;马娜;王小龙;门玲鸰;卢尚;韩圆颖;闫路平;张露彦;刘晓阳;李波;何振强;柯志勇;

摘要：随着粒子加速器对束流的稳定性要求越来越高，对工程控制网的精度提出了更高的要求，以高能同步辐射光源（HEPS）周长454 m的增强器为例，针对隧道内空间狭长、无法大范围通视的不利条件，提出了基于激光跟踪仪精密测量的控制网布设方案及测量方法；同时，面对测量环节中测站多和测点密的数据有效性检测难题，提出了相邻单站拟合及多站拟合的观测过程质量控制方法，点位拟合误差RMS优于0.1 mm；最终，控制网的径向...

合肥红外自由电子激光束流注入器改进设计————作者：彭小钰;张浩然;胡浩;胡桐宁;邓建军;冯光耀;

摘要：基于正在运行的合肥红外自由电子激光装置注入器的指标要求，对注入器结构进行优化设计，得到更适合红外振荡器型自由电子激光装置的电子束。基于前期电子枪栅网结构的优化结果，进一步改进设计，将现有6次次谐波聚束系统的前级增设一个新的12次次谐波聚束腔，再结合改进的行波聚束结构对束团进行聚束和加速。在束流动力学优化过程中，首先设计次谐波聚束腔，扫描束流注入相位、行波聚束器相速度等参数，使得电子束在聚束阶段中达...

拍瓦飞秒激光与近临界密度等离子体相互作用的电子加速及betatron辐射产生数值模拟————作者：谢波;张晓辉;李天月;王子涛;齐伟;温家星;张智猛;

摘要：针对典型拍瓦级飞秒激光装置参数，提出一种毛细管型的气室结构靶以产生百微米尺度且具有陡峭的密度上升沿的近临界密度等离子体。该气室结构靶具有背压低、喷气量小的特点。由于气室壁约束，气室内，该气室靶可更加稳定产生平台状的气体密度分布。采用粒子模拟方法研究了拍瓦级飞秒激光与该近临界密度等离子体相互作用的电子加速及betatron辐射过程。结果表明，合适气体密度和激光脉宽有利于产生稳定的等离子体通道。在通道...

无人机射频前端高功率微波耦合研究与防护————作者：李延松;陈亚洲;赵敏;张晓璐;李宏飞;

摘要：战场无人机的数据链射频前端容易受到高功率微波干扰和损伤而不能正常发挥工作效能。为研究无人机数据链射频前端高功率微波耦合规律与防护，建立数据链天线和射频前端电路PCB仿真模型，以不同载波频率、脉宽、极化方向和上升沿时间的高功率微波分别对数据链天线进行辐照，得到天线输出口端接负载的耦合电压波形，然后将其注入数据链射频芯片外围接收电路中，得到射频芯片引脚的耦合电压，完整模拟了高功率微波的场-路耦合过程。...

反应堆构件活化和剂量计算研究————作者：于成龙;王显涛;刘仕倡;

摘要：放射性源项调查是反应堆退役制订方案、估算费用和进度以及作好辐射防护和应急准备的重要依据。反应堆构件在中子辐照过程中由于中子活化反应会产生大量的放射性核素，其产生的衰变光子是反应堆退役过程中工作人员面临辐射剂量的主要来源。采用蒙特卡罗粒子输运程序（cosRMC、MCNP）和活化计算程序（DEPTH、ALARA）相结合的方法计算反应堆构件在运行一定时间后产生的放射性核素核子数密度、活度和几个主要构件的...

复杂环境下瞬态强电磁脉冲测量波形复原算法————作者：张金颢;蒋廷勇;周恒;张守龙;王彬文;

摘要：针对瞬态强电磁脉冲远场测量中因地面反射波叠加引起波形畸变的问题，设计了一种基于单极子阵列抑制地面散射的波形复原算法。分别从频域和时域推导基于单极子阵列测量波形提取直达波的原理，分析了计算结果中趋势项及其周期性振荡的原因，对比了不同算法的优缺点，以及不同场景下择优选择算法的依据。为验证算法有效性，在存在地面反射条件下构建了测量系统并开展了实验测试，结果表明，在时域天线不同主轴距离的电场测量中，波形复...

典型相控阵通信系统非对称损伤效应实验研究————作者：张荣威;李平;孔海龙;汤桂花;

摘要：高功率微波可通过“前门”耦合毁伤通信系统的射频前端关键器件，导致系统性能降级或失效。对于相控阵通信系统，其射频通道数量多，各射频通道损伤程度并不一致，这种非对称的损伤会造成相控阵天线波束合成受到影响，导致系统性能更加恶化。通过半实物仿真实验和系统级辐照实验，开展了典型相控阵通信系统的非对称损伤效应研究。研究结果表明，高功率微波毁伤相控阵通信系统后将造成各通道出现非对称损伤，且幅相不一致性越大，尤其...

空间目标光学散射特性计算方法研究————作者：张玉双;谢晓钢;苏华;张飞舟;李果;

摘要：光学散射特性是空间目标的重要特征，在目标识别和探测系统中起着非常重要的作用。针对空间目标仿真渲染需求，以及传统目标光学散射特性方法仅给出目标光学散射截面（OCS）、散射特性或模拟目标图像等不足，对空间目标光学散射特性计算进行了较全面研究，给出了空间目标光学散射特性计算流程，给出了目标OCS、目标辐照度、天光背景亮度、目标星等、信噪比和探测概率等计算公式，根据太阳辐射特性、相对于站址位置、天地背景球...

无人机数据链单音干扰效应规律研究————作者：张晓璐;陈亚洲;赵敏;李延松;王耀北;

摘要：针对战场环境中无人机数据链容易受到单音干扰影响而导致帧同步失败的现象，以直接序列扩频型数据链为研究对象，通过对干扰机理的分析，针对干扰的前门耦合效应，建立带内单源单音干扰和双源双音干扰两种典型场景中的失锁阈值模型，为了验证模型的有效性，以某型无人机数据链为试验对象，采用电磁干扰注入的方式开展了单源和双源干扰注入的效应试验，得到了不同干扰的失锁阈值，试验结果表明：失锁阈值的理论值与试验值变化趋势一致...

Ku波段新型大功率圆波导TE₀₁模模式变换功率合成器————作者：蔡茂;郑智文;徐勇;刘承让;程宇奇;周星宇;李金帅;魏彦玉;蔡金赤;

摘要：为在微波波段实现宽带大功率合成输出，设计并研制了一种新型大功率、宽带四路矩形波导TE₁₀模到圆波导TE₀₁模模式变换功率合成器。该模式变换功率合成器由两部分组成，分别是四路矩形波导TE₁₀模合成变换到十字波导TE₂₂模的结构，以及十字波导TE₂₂模变换到过模圆波导TE₀₁

轨道炮引信电路不同布置方式的电磁特性仿真计算————作者：孙诚诚;郭晋;弯港;田珂;刘占恒;尹冬梅;

摘要：为了优化电磁炮引信电路部件的排布方式，实现减小电磁屏蔽壳体尺寸及重量，针对电磁轨道炮发射的弹药引信电路部件所受电磁场特征，对引信电路模块在引信中的垂直于弹轴发射方向和平行于弹轴发射方向两种典型布置方式进行了电磁特性仿真计算，分别得到引信电路模块上的磁场分布情况、感应电流、电流体积力密度和感应电动势，经对比分析计算结果，给出用于电磁轨道炮发射弹药引信电路部件的优化设计思路

核反应堆一回路超压泄放载荷影响因素研究————作者：刘昭然;李澍;佟立丽;曹学武;

摘要：当核反应堆一回路系统发生超压时，可采用超压泄放系统将高温高压流体通过安全阀及下游管道向水池泄放以实现降压，但是安全阀的快速开启会导致流体剧烈释放，可能对管道及水池施加剧烈地瞬态载荷冲击。建立了包括压力容器、管道及水池的系统性分析模型，用于分析管道及水池处的载荷特征。结果表明：超压泄放过程中阀门入口存在水封及开启时间减小会使管道及水池所受载荷峰值增大。喷嘴淹没深度减小或水池截面积增大，水池处载荷峰值...

基于栅元嵌套网格的停堆剂量率方法初步验证及应用————作者：郑征;夏春梅;梅其良;解均涵;史涛;高静;王梦琪;

摘要：停堆剂量率计算分析是核反应堆辐射安全的重要内容。为了分析车载微型移动核电源的停堆剂量率，研究了基于栅元嵌套网格的停堆剂量率计算方法。该方法在严格两步法的计算框架下，对活化光子源的抽样方法进行了改进。通过构建几何简单的包围盒，抽样得到源栅元内的粒子分布，从而提高了抽样效率和精度。在国际热核聚变实验堆(ITER)停堆剂量率基准题中进行了验证，该方法与参考解符合较好。基于该方法开展了兆瓦级车载微型移动核...

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