[发明专利]一种直线感应电子加速器试验平台及双线圈探测结构

权利要求书

1.一种直线感应电子加速器中的双线圈新型探测结构，其特征在于，所述结构包括：

PCB板、探测线圈A、有机玻璃、探测线圈B；有机玻璃固定在束流管道壁上，PCB板固定在有机玻璃上，探测线圈A和探测线圈B固定在PCB板上，其中，探测线圈A与探测线圈B接地方向相反。

2.根据权利要求1所述的直线感应电子加速器中的双线圈新型探测结构，其特征在于，探测线圈A和探测线圈B均为单砸线圈，且相互独立。

3.根据权利要求1所述的直线感应电子加速器中的双线圈新型探测结构，其特征在于，所述结构还包括外壳，PCB板、探测线圈A、有机玻璃、探测线圈B均位于外壳内，外壳与束流管道壁连接。

4.根据权利要求1所述的直线感应电子加速器中的双线圈新型探测结构，其特征在于，所述结构还包括：BNC接头、同轴线、多个轴向B-dot环、多个角向B-dot环、i-pex接头，探测线圈A和探测线圈B分别通过同轴线与BNC接头连接，轴向B-dot环与角向B-dot环交叉均匀分布在PCB板的截面圆周上，i-pex头位于任意轴向B-dot环与角向B-dot环中间，束流管道从PCB板穿过，束流管道中心线与PCB板截面中心线重合。

5.一种直线感应电子加速器试验平台，其特征在于，试验平台中的探测结构为权利要求1-4中任一所述的探测结构，所述试验平台还包括：一台高压脉冲电源、两组螺旋调节杆、一个匹配阻抗、一台示波器、束流管道、；

高压脉冲电源与匹配阻抗之间连接有束流管道，探测结构通过同轴电缆与示波器连接；探测结构固定在束流管道上，用于探测束流通过时产生的信号；高压脉冲电源用于产生梯形方波；两组螺旋调节杆均固定在束流管道上，用于调整模拟束流杆的偏轴情况；匹配阻抗用于减小反射波；示波器用于显示并记录信号。

6.根据权利要求5所述的直线感应电子加速器试验平台，其特征在于，所述所述试验平台还包括：积分器，探测结构通过同轴电缆与积分器连接，积分器与示波器连接；积分器用于对初始信号进行积分处理。

7.根据权利要求5所述的直线感应电子加速器试验平台，其特征在于，试验平台灵敏度系数计算方式为：

首先建立差模信号的S参数表达式，然后给出灵敏度系数的计算；输入端口由三个量确定：输入电压V_input，输入电流I_input和输入阻抗Z_input；同样输出端口也由三个量确定：输出电压V_putput，输出电流I_output和输出阻抗Z_output；反磁线圈的灵敏度系数η表示线圈内部含有的由于束流旋转引入的轴向磁通；

螺旋线由三个参数表示：螺旋线的半径R，长度L和长度L总的螺旋角度hAngle；在螺旋线上角向电流I_θ和轴向电流I_z有以下关系：

IθIz=R×hAngleL]]>

电流密度同样有类似的关系：

JθJz=R×hAngleL]]>

在同轴线中，V_input＝Z×I_input，由于I_θ＜＜I_z，可以将I_input≈I_z，在后面的推导中将I_z用I_input替代；

在螺旋线内部区域，B_z＝μ₀J_θ，磁通量为：

Φ=πR2×μ0Iinput2πR×R×hAngleL=R2×μ0Iinput×hAngle2L]]>

在低频情况下，输出端口的输出电压为：

Voutput=η×∂Φ∂t=ηR2×μ0Iinput×hAngle×2πf2L]]>

S₃₁或S₄₁的大小为：

S31=Voutput2ZoutputIinput2×Zinput=ηR2×μ0Iinput×hAngle×2πf2LZinputZoutput]]>

令η＝1计算S₃₁参数值与有限元模拟计算的结果进行比较及可获得模型中的η值，S₃₁为二端口网络系统中传输端口参数，S₄₁为输出端信号强度比上输入端信号强度。

8.根据权利要求5所述的直线感应电子加速器试验平台，其特征在于，束流半径和流强计算方式为：在模拟平台上的计算公式为真实束流环境下为：

<r2(z)>=Φdiaη·4γβmcμ0|e|BIz]]>

式中Φ_dia为探测线圈感应的磁通量，γ，β为相对论因子，m为电子质量，μ₀为真空磁导率，c为光速，e为电子电荷量，B为磁场强度，Iz为束流强度。