[发明专利]一种cusp电子枪设计方法和装置

权利要求书

1.一种cusp电子枪设计方法，其特征在于，所述方法包括：

获取螺纹波导的色散曲线；

根据所述螺纹波导的色散曲线构建cusp电子枪产生的电子束的色散曲线；其中，所述cusp电子枪产生的电子束的色散曲线与所述螺纹波导的色散曲线在工作频段内匹配；

基于所述电子束的色散曲线确定cusp电子枪的技术参数；

所述根据所述螺纹波导的色散曲线构建cusp电子枪产生的电子束的色散曲线的步骤包括：将所述螺纹波导的色散曲线的斜率作为所述电子束的色散曲线的斜率，将所述螺纹波导的色散曲线的截距作为所述电子束的色散曲线的截距，基于所述电子束的色散曲线的斜率和所述电子束的色散曲线的截距构建cusp电子枪产生的电子束的色散曲线；其中，所述cusp电子枪产生的电子束的色散曲线满足：

式中，为辐射频率，为电子束的色散曲线的斜率，其表示电子束运动的轴向速度，为轴向波数，为电子束的色散曲线的截距，为辐射模式，为轴向磁场中电子束的角频率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述电子束的色散曲线确定cusp电子枪的技术参数的步骤包括：

根据所述电子束的色散曲线确定电子束的轴向速度、以及正向磁场强度；根据所述电子束的轴向速度、以及电子束垂直方向的速度与轴向方向的速度比，确定所述电子束的速度；根据所述电子束的速度确定电子枪阴极的加速电压；根据电子束的功率和所述电子枪阴极的加速电压，确定电子束电流；根据电子束垂直方向的速度与轴向方向的速度比确定阴极平均半径。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于多个仿真评价指标对所述cusp电子枪的技术参数进行优化，以得到优化后的cusp电子枪的技术参数；其中，所述多个仿真评价指标包括：电子束的分布、电子束垂直方向的速度与轴向方向的速度比。

4.一种cusp电子枪设计装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取螺纹波导的色散曲线；

构建模块，用于根据所述螺纹波导的色散曲线构建cusp电子枪产生的电子束的色散曲线；其中，所述cusp电子枪产生的电子束的色散曲线与所述螺纹波导的色散曲线在工作频段内匹配；

确定模块，用于基于所述电子束的色散曲线确定cusp电子枪的技术参数；

所述构建模块根据所述螺纹波导的色散曲线构建cusp电子枪产生的电子束的色散曲线包括：所述构建模块将所述螺纹波导的色散曲线的斜率作为所述电子束的色散曲线的斜率，所述构建模块将所述螺纹波导的色散曲线的截距作为所述电子束的色散曲线的截距，所述构建模块基于所述电子束的色散曲线的斜率和所述电子束的色散曲线的截距构建cusp电子枪产生的电子束的色散曲线；其中，所述cusp电子枪产生的电子束的色散曲线满足：

式中，为辐射频率，为电子束的色散曲线的斜率，其表示电子束运动的轴向速度，为轴向波数，为电子束的色散曲线的截距，为辐射模式，为轴向磁场中电子束的角频率。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述确定模块基于所述电子束的色散曲线确定cusp电子枪的技术参数包括：

所述确定模块根据所述电子束的色散曲线确定电子束的轴向速度、以及正向磁场强度；所述确定模块根据所述电子束的轴向速度、以及电子束垂直方向的速度与轴向方向的速度比，确定所述电子束的速度；所述确定模块根据所述电子束的速度确定电子枪阴极的加速电压；所述确定模块根据电子束的功率和所述电子枪阴极的加速电压，确定电子束电流；所述确定模块根据电子束垂直方向的速度与轴向方向的速度比确定阴极平均半径。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

优化模块，用于基于多个仿真评价指标对所述cusp电子枪的技术参数进行优化，以得到优化后的cusp电子枪的技术参数；其中，所述多个仿真评价指标包括：电子束的分布、电子束垂直方向的速度与轴向方向的速度比。