[发明专利]一种用于行波管高能量小半径电子注的检测方法

权利要求书

1.一种用于行波管高能量小半径电子注的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.对待测行波管电子枪进行仿真得到其注腰位置Z_w和注腰半径R_w，再将电子透镜组和荧光屏依次加载至待测行波管电子枪的模型末端，进行整体建模；

所述电子透镜组由第一电极片M₁和第二电极片M₂组成，电极片的面积大于电子注在对应电极片位置时的横截面，两电极片均设有十字狭缝，且十字狭缝的交汇处为一个圆通孔；电极片上圆通孔的圆心和电子枪同轴，且电极片、荧光屏均与待测行波管电子枪的末端平行；

第一电极片M₁靠近电子枪的末端，第二电极片M₂靠近荧光屏；荧光屏用于获取电子注在其位置处的所有电子，且不影响其位置之前的电子注的状态；

第一电极片M₁的电压为U₁，厚度为H₁，圆通孔的半径为R₁，十字狭缝的缝宽为a₁，圆通孔的圆心到十字狭缝顶端的长度为b₁；第二电极片M₂的电压为U₂，厚度为H₂，圆通孔的半径为R₂，十字狭缝的缝宽为a₂，圆通孔的圆心到十字狭缝顶端的长度为b₂；M₁前端至电子枪末端距离为L₁，M₁末端至M₂前端距离为L₂，M₂末端至荧光屏前端距离为L₃，L₄为M₁末端与荧光屏前端之间的距离；M₁末端的轴向坐标设为z₄；

U₁和电子枪末端的电压相等,U₂为200-500V，荧光屏和U₂的电压相等；

z₄＝Z_w，L₂由M₁和M₂之间的压差决定，以每1000V压差距离为1mm计数，L₂需满足如下要求：L₂|U₁-U₂|/1000，L₃初始保持在2mm-8mm；0.1mmH₁0.5mm，H₁/2≤H₂≤2H₁，R_w/2R₁R_w/3,a₁≤R₁,b₁≥3*R₁，2*R_wR₂3*R_w,a₂≤R₂,b₂≥3*R₂；

S2.通过对S1所建模型仿真分别获取荧光屏与M₁处的电子注轴向截面电子分布图，并得到图中所有电子的坐标数据，计算出这两幅图的h，M₁处为h₁，荧光屏处为h₂，h的具体计算方法如下：

根据轴向截面电子分布图中所有电子的坐标数据，采用散点轮廓算法获取截面电子分布图的外部轮廓，统计轮廓上的点，求出各点到图中心的距离，取其平均值定为h；

S3.保持L₁,L₂,L₃,L₄不变，测出h₁,h₂，取N₁＝h₂/h₁，N₁为电子注轴向截面的放大倍数；改变L₃，上述数据测出n组n≥3，则L₃,L₄,h₁,h₂,N₁均为一行n列的向量；然后对N₁,L₄进行高斯拟合，得到对应的函数式(1)称为电子注截面有效增益函数，定义域为[0,20]终点大于M₂轴向坐标；

其中，a₁,b₁,c₁为实常数，SSE为和方差；R-square为单变量确定系数，取值范围为[0,1]，Adjusted R-square为多变量确定系数，RMSE为均方根；

S4.将L₃、z₄恢复至步骤S3之前，测量荧光屏处h的数据，设为h′₂，将L₄代入电子注截面有效增益函数，求出此时M₁与荧光屏处电子注半径的放大倍数N₂,根据h′₂与N₂计算出此时M₁处的h数据，设为h′₁；

z₄前后移动6-14mm范围内再取F个横截面，求出F个横截面相应的h数据，加上h′₁构成一行16列的向量F≥4，并将16列的向量设为h₃，将h₃对应的轴坐标的向量设为z₃，对其进行4阶的傅里叶拟合得到电子注包络函数公式(2)；

其中w为误差余项，a₀～b₄为常系数，其余参量与式(1)意义相同；

S5.对S4所得电子注的注腰半径和注腰位置增加修正常量，修正常量为注腰半径数值加上0.05～0.15mm，注腰位置减去2.95mm～3.05mm后，则修正后的数据即为最终的电子注的注腰半径和注腰位置。