[发明专利]一种行波管静态电子轨迹的模拟方法

摘要

本发明属于行波管模拟技术，具体涉及一种行波管静态电子轨迹的模拟方法。本发明利用隐式龙格库塔法求解行波管静态电子轨迹的微分方程组，先把求解微分方程组的问题转化为求非线性方程组的问题，在求解隐式龙格库塔法K值的过程中，采用了逆Broyden秩1公式求解其所构成的非线性方程组，以避免求雅可比矩阵及其逆矩阵。本发明相比于显式龙格库塔法：在相同的磁场下，可采用较大的步长来正确求解静态电子轨迹，有效减小了计算误差，其所求的解更加精确；在相同的空间步长下，能避免出现非正常截获,最终正确求解更大磁场下的静态电子轨迹。

主权项

1.一种行波管静态电子轨迹的模拟方法，包括以下步骤：S1、根据电子运动方程得到径向力方程，再结合步虚定理、高斯定理得到行波管静态电子轨迹的微分方程组；并根据实际情况设置初始条件的径向位置和中间变量值，以及确定求解电子轨迹的步长；S2、利用隐式龙格库塔法把步骤1所得微分方程组转化为非线性方程组，然后把步骤1给定的初始条件或前一个步长所求得的径向位置和中间变量值代入非线性方程组；S3、利用逆Broyden秩1公式迭代求解步骤2代入后的非线性方程组，然后把求解得到的K值代入隐式龙格库塔法的公式，得到电子这一步所在的径向位置和中间变量值；S4、根据求解电子轨迹步长取下一个轴向位置，重复步骤S2、S3，直到把所有轴向位置对应的径向位置解出，然后把这些离散点光滑的连接起来即为行波管的静态电子轨迹。