孙会芳
- 作品数：57 被引量：100H指数：6
- 供职机构：北京应用物理与计算数学研究所更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划中国工程物理研究院科学技术发展基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信理学机械工程核科学技术更多>>
- 高功率微波沿面闪络击穿机制粒子模拟被引量：9
- 2013年
- 针对高功率微波介质沿面闪络击穿物理过程,首先建立了理论模型,包括:动力学方程、粒子模拟算法、二次电子发射,以及电子与气体分子蒙特卡罗碰撞模型、电子碰撞介质表面退吸附气体分子机制;其次,基于理论模型,编制了1D3VPIC-MCC程序,分别针对真空二次电子倍增、高气压体电离击穿和低气压面电离击穿过程,运用该程序仔细研究了电子和离子随时间演化关系、电子运动轨迹、电子及离子密度分布、空间电荷场时空分布、电子平均能量、碰撞电子平均能量、碰撞电子数目随时间演化关系、电子能量分布函数、平均二次电子发射率以及能量转换关系。研究结果表明:真空二次电子倍增引发的介质表面沉积功率只能达到入射微波功率1%左右的水平,不足以击穿;气体碰撞电离主导的高气压体电离击穿,是由低能电子(eV量级)数目指数增长到一定程度导致的,形成位置远离介质表面,形成时间为μs量级;低气压下的介质沿面闪络击穿,是在二次电子倍增和气体碰撞电离共同作用下,由于数目持续增长的高能电子(keV量级)碰撞介质沿面导致沉积功率激增而引发的,形成位置贴近介质沿面,形成时间在ns量级。
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- 关键词：高功率微波
- 新型高增益太赫兹折叠波导慢波结构被引量：1
- 2018年
- 提出采用分段变参数型折叠波导慢波结构提高器件增益的新方法。结合小信号理论分析和束-波互作用的三维PIC数值模拟,进行分段变参数型慢波结构的理论设计研究。通过0.345THz两段式折叠波导慢波结构的设计实现和模拟验证,结果证明,相同的电子注工作条件下,两段式慢波结构的电子转化效率和饱和功率相对于传统均匀型慢波结构提高了94%,并可以推广应用到多段式。
- 张芳束小建董志伟杨温渊孙会芳
- 关键词：太赫兹折叠波导慢波结构高增益
- 高功率宽谱开关振荡器
- 采用1／4波长开关同轴谐振器技术路线，开展了高功率宽谱微波产生及耦合输出技术研究。设计振荡器工作在200 MHz，低阻抗1／4波长同轴传输线与传输线一端的环形多通道气体火花开关构成谐振器，耦合器由集中电容和分布电感构成，...
- 孙会芳董志伟
- 关键词：振荡器多通道开关耦合器
- 文献传递
- 磁绝缘线振荡器内气体碰撞电离数值模拟被引量：1
- 2012年
- 针对气体碰撞电离过程,介绍了蒙特卡罗碰撞(MMC)的处理方法,利用MMC方法编写了气体碰撞电离模块,将其移植到3维全电磁粒子模拟程序NEPTUNE之中,模拟了充有He气的磁绝缘线振荡器(MILO)。模拟结果表明:当He气密度较低时,电离的正离子由于较重无法自由移动,形成了正离子通道,可以有效中和电子束空间电荷场,有利于电子束传输和群聚,提高了束波互作用效率,微波输出功率得到了明显提高,起振时间也有所缩短;当进一步增加He气密度时,电离碰撞增强,电子和离子数目会雪崩式增长,电子束由于碰撞增强而导致能散度增大,其负效应已经远大于中和空间电荷场的正效应,反而不利于电子束的群聚和共振,从而导致输出微波功率降低乃至截断,起振时间缩短是由于其在非雪崩阶段的正效应积累所致,但是随着负效应的增强起振功率不能得以维持,二极管最终将闭合。另外,还模拟了MILO填充空气、水蒸气及二氧化碳等多原子、多组分气体的碰撞电离物理过程。模拟结果显示,同压强情况下,填充空气、水蒸气及二氧化碳的脉冲缩短现象要比填充He气等较低原子序数气体的情况严重得多。
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- 关键词：高功率微波磁绝缘线振荡器脉冲缩短
- 一种太赫兹微电真空折叠波导行波管放大器的慢波结构
- 本发明涉及一种太赫兹微电真空折叠波导行波管放大器的慢波结构，所述慢波结构包括：依次连接的n段折叠波导慢波结构，其中，n为正整数且n≥2，第i段折叠波导慢波结构与第i+1段折叠波导慢波结构满足：g<Sub>i</Sub>＜...
- 张芳束小建董志伟孙会芳
- 文献传递
- 圆柱体的外系统电磁脉冲模拟被引量：3
- 2016年
- 为深入研究具有复杂角分布和能谱分布的系统电磁脉冲(SGEMP)的规律和特性,利用三维全电磁粒子模拟(PIC)程序,并添加相应功能模块——用蒙特卡洛方法实现电子发射的余弦角分布和指数能谱分布。模拟计算光电子由圆柱端面向外发射引起的SGEMP模型,选取2组X射线数据进行计算,并与文献估算结果进行对比。2次计算所得结果量级都与文献结果一致,说明本程序可用于深入研究各种SGEMP问题,为抗核加固和SGEMP效应研究提供基础数据。
- 孙会芳董志伟张芳
- 关键词：角分布
- 系统电磁脉冲一维边界层的数值模拟研究
- 应用准第一性原理的PIC程序对系统电磁脉冲(SGEMP)一维边界层进行数值模拟—研究无限大介质板法向发射单一能量为2KeV、发射率为3.3e16/cm2/s的光电子,且平板上留下等量正电荷时的SGEMP效应,得出稳态后电...
- 孙会芳董志伟张芳
- 关键词：数值模拟
- 束流发射度对太赫兹折叠波导行波管性能的影响分析
- 研制太赫兹折叠波导行波管放大器时，器件尺寸处在亚毫米量级甚至更低，而且随着频率的升高，器件尺寸会进一步缩小，因此为了保证束流的高流通率和束波转换效率，除了需要提高束流密度以外，还必须对束流的品质加以限制，即对束流的横向发...
- 张芳董志伟董烨孙会芳杨温渊
- 关键词：行波管放大器折叠波导太赫兹波束流发射度
- 全腔输出半透明阴极相对论磁控管的结构改进和性能提升
- 2021年
- 对全腔输出半透明阴极相对论磁控管做了进一步的改进,并对其进行了物理分析和三维全电磁粒子模拟研究。通过半透明阴极结构的改进,即改变阴极角向方位和阴极发射面高度参差设计以及局部参数优化,使得在较宽的工作参数范围内,器件起振初期可能出现的模式竞争得到抑制,起振时间进一步缩短,同时输出效率得到较大提高。在注入电子束电压和电流分别约为518 kV和4.1 kA、外加磁场为0.575 T时,模拟在S波段获得了效率大于66%、功率约1.42 GW的微波输出。同时还给出了电子束电压和外加磁场等参数在一定范围内变化时对输出性能的影响规律。研究结果可应用于高效紧凑型相对论磁控管的实验研究。
- 杨温渊董烨孙会芳董志伟
- 关键词：相对论磁控管
- 超宽带等离子体相对论微波噪声放大器的物理分析和数值模拟
- 2023年
- 利用全电磁粒子模拟方法对等离子体相对论微波噪声放大器(plasma relativistic microwave noise amplifier,PRNA)进行了物理分析和数值模拟.首先对无耦合时的波束色散关系进行了模拟分析,接着计算了微波线性增长率与带宽的变化规律,为后续整体模拟时参数的选择提供了理论依据.最后对PRNA进行了整体模拟,验证了PRNA在带宽和可调谐性方面的输出优势.当等离子体束密度为1.4×10^(19)/m^(3),电子束电压和电流分别为500 kV和2 kA,外加磁场为2.0 T时,模拟获得了功率约200 MW,效率为20%的微波输出,辐射场频谱范围约为7.0—9.0 GHz,带宽达到了2 GHz,输出模式为同轴TEM模.模拟结果还表明:等离子体束的密度n_(p)和厚度Δr_(p)对束波色散关系影响较大,随着n_(p)和Δr_(p)的增加,输出微波频率呈明显上升趋势,电子束电流和电压的变化对输出频率的影响相对较小,等离子体束和电子束径向间距的变化则对输出频率基本没有影响.研究结果可为器件的进一步的优化设计提供参考依据.
- 杨温渊董烨孙会芳杨郁林董志伟
- 关键词：等离子体色散关系
