[发明专利]射流等离子体电子能量调节器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子能量调节器。

背景技术

近空间(又称临近空间)高动态再入飞行器是跨大气层飞行的高超声速武器/运载器，具有重要的应用价值，如何适应近空间高动态平台的应用是飞行器测控技术发展的重要课题。然而由于目前的技术手段还不完善，飞行器各项性能指标还有待确认，因此需要进行地面模拟来取得飞行器所需参数值。而地面模拟所需等离子体环境与电子束密度息息相关，因此调节/控制模拟环境中的电子密度是确保实验真实性与可行性的关键因素。

发明内容

本发明是为了实现对等离子束中的电子能量进行调制/控制，进而满足飞行器地在模拟实验环境所需的电子能量的需求，从而提供一种射流等离子体电子能量调节器。

射流等离子体电子能量调节器，它包括绝缘圆筒1和一号线圈2、二号线圈2和三号线圈3；将绝缘圆筒1的外壁按从左至右的方向分为三个相等的区段，即：第I区段、第II区段和第III区段；

一号线圈2缠绕在第I区段上，且一号线圈2的缠绕层数为N层；二号线圈2缠绕在第II区段上，且二号线圈2的缠绕层数为一层；三号线圈2缠绕在第III区段上，且三号线圈3的缠绕层数为M层；一号线圈2中通入电流的方向与三号线圈2中通入电流的方向相反；N和M均为正整数。

它还包括绝缘防漏磁环5，所述防漏磁环5与绝缘圆筒1同轴，且位于所述绝缘圆筒1的一端，所述防漏磁环5与绝缘圆筒1的内壁之间。

绝缘防漏磁环5由6个防漏磁片组成，每个防漏磁片是由一个圆弧形主体、一号圆弧形侧翼和二号圆弧形侧翼组成的一体件，所述一号圆弧形侧翼固定在圆弧形主体的左侧下部，二号圆弧形侧翼固定在圆弧形主体的右侧上部；6个防漏磁片呈圆形分布，相邻两个防漏磁片搭接为无逢结构。

它还包括圆形电介质移动板6和连接件7，所述绝缘圆筒1另一端的内壁开有滑道，连接件7的一端与该滑道滑动连接；所述连接件7的另一端固定在圆形电介质移动板6上；电介质移动板6的纵向截面为圆形，所述电介质移动板6位于绝缘圆筒1中且与绝缘圆筒1同轴。

本发明的利用磁约束原理，实现了对等离子束中的电子能量进行调制/控制，充分满足了飞行器地面模拟实验环境所需的电子能量的需求。

附图说明

图1是本发明的结构及磁场分布示意图；图2是当有等离子体进入绝缘圆筒后，I、III区外层线圈工作时结构磁场分布示意图；图3是第I区段和第III区段的外层线圈所通电流反相示意图；图4是具体实施方式三的结构示意图；图5是具体实施方式四的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1和图2说明本具体实施方式，射流等离子体电子能量调节器，它包括绝缘圆筒1和一号线圈2、二号线圈2和三号线圈3；将绝缘圆筒1的外壁按从左至右的方向分为三个相等的区段，即：第I区段、第II区段和第III区段；

一号线圈2缠绕在第I区段上，且一号线圈2的缠绕层数为N层；二号线圈2缠绕在第II区段上，且二号线圈2的缠绕层数为一层；三号线圈2缠绕在第III区段上，且三号线圈3的缠绕层数为M层；一号线圈2中通入电流的方向与三号线圈2中通入电流的方向相反；N和M均为正整数。

工作原理：通常被加速的电子动量p与电场强度ε有以下关系：

dpdt=eϵ]]>

其中：e为电子带电量。令Φ(R，t)表示电子回旋轨道所包含的磁通量，其值为轨道半径R与时间t的函数。将代入到上式中可得：

p=e2πRΦ(R,t)+C]]>

由于所注入电子的初始动量和初始轨道内磁通量是相同的，因此式中的C＝0。当电子速度接近光速运动时，电子能量E和p间有如下关系：E＝cp，其中c为光速。利用该表达式可将上式改写为：