一种基于等效电流源模型的PPM结构逆分析方法及装置

技术特征：
1.一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，其特征在于，该方法包括：获取电子注参数，根据所述电子注参数计算ppm结构的基础参数；初始化ppm结构，根据所述ppm结构的基础参数对所述ppm结构进行ppm结构的结构参数初始化，得到ppm初始结构；根据ppm初始结构的极靴，由极靴材料确定极靴材料的最大磁场；根据所述ppm初始结构及所述极靴材料的最大磁场，采用考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法对所述ppm初始结构进行逆分析，得到满足要求的ppm最终结构。2.根据权利要求1所述的一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，其特征在于，所述ppm结构的基础参数包括均匀磁场峰值、ppm结构单周期长度的范围和周期数目。3.根据权利要求2所述的一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，其特征在于，所述周期数目n是通过高频结构长度得到；所述均匀磁场峰值的计算表达式为：b0＝δb
0b0b
式中，b0为均匀磁场峰值；δ为行波管的系数；b
0b
为理想磁场值；b
b
为布里渊磁场；i为电子枪区域射出的电子注的电流，v为电子枪区域射出的电子注的电压，r
b
为电子注半径；所述ppm结构单周期长度的范围的计算表达式为：式中，l为ppm结构单周期长度。4.根据权利要求2所述的一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，其特征在于，所述ppm结构的结构参数包括横向参数、轴向参数和剩磁；所述横向参数包括极靴头内半径、极靴头外半径、极靴高度、磁环内半径和磁环外半径；所述轴向参数包括磁环厚度，极靴厚度，极靴间隙；所述极靴头内半径是由高频结构确定；所述极靴头外半径、极靴高度、磁环内半径和磁环外半径均是由所述极靴头内半径来确定；所述磁环厚度、极靴厚度均是根据所述周期来确定；所述极靴间隙等于使得中间磁场峰值b-peak取到最大值时的极靴间隙值；所述剩磁是预设给定。5.根据权利要求1所述的一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，其特征在于，所述考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法对所述ppm初始结构进行逆分析的具体步骤为：步骤a，计算ppm结构的最大磁场，并将所述ppm结构的最大磁场与所述极靴材料的最大磁场进行比较：若所述ppm结构的最大磁场小于等于预设系数乘以所述极靴材料的最大磁场，则执行步骤b；若所述ppm结构的最大磁场大于预设系数乘以所述极靴材料的最大磁场，
则通过减小所述ppm结构的最大磁场进行修正；步骤b，通过迭代算法计算出等效磁环内径，并把等效磁环内径代入不考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法中，得到考虑极靴影响的有限长ppm等效电流源模型；步骤c，采用所述考虑极靴影响的有限长ppm等效电流源模型计算当前ppm结构各个磁场峰值p1,p2,
…
,p
i
,
…
,p
n
；步骤d，计算差值δp
i
＝p
i-d
i
，d
i
为期望的磁场峰值，p
i
为计算出的当前ppm结构各个磁场峰值；进行差值与预设的容许误差值判断：若差值的绝对值的最大值小于等于预设的容许误差值，则输出当前ppm结构作为ppm最终结构；若差值的绝对值的最大值大于预设的容许误差值，则进行相应修正，并返回步骤a进行重新计算。6.根据权利要求5所述的一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，其特征在于，所述等效磁环内径，是使采用考虑极靴影响的无限长ppm快速计算方法与不考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法得到的中间磁场峰值相等的磁环内径。7.根据权利要求5所述的一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，其特征在于，所述ppm初始结构的最大磁场的计算表达式为：式中，b
max
为ppm初始结构的最大磁场；f
t
为磁块能产生的总磁通；p1为第一条磁通路径；p2为第二条磁通路径；p
t
为磁通路径和；r
f1
为极靴头内径；r
f2
为极靴头外径。8.根据权利要求5所述的一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，其特征在于，所述的若差值的绝对值的最大值大于预设的容许误差值，则进行相应修正；具体包括：若差值δp
i
＞0，则减小对应磁场峰值，进而减小磁场；具体通过增大g去减小磁场峰值，对极靴间隙g进行修正：[g
i
]
n 1
＝1.1
·
[g
i
]
n
；若差值δp
i
＜0，则增大对应磁场峰值，进而增大磁场；具体通过增大br使得磁场峰值增大[b
ri
]
n 1
＝1.1
·
[b
ri
]
n
。9.根据权利要求1所述的一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，其特征在于，该方法还包括：对所述ppm最终结构进行磁场增大或者磁场减小的调节优化。10.一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析装置，其特征在于，该装置支持如权利要求1至9中任一所述的一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，该装置包括：获取单元，用于获取电子注参数；ppm结构的基础参数计算单元，用于根据所述电子注参数计算ppm结构的基础参数；ppm初始结构初始化单元，用于初始化ppm结构，根据所述ppm结构的基础参数对所述ppm结构进行ppm结构的结构参数初始化，得到ppm初始结构；极靴材料的最大磁场确定单元，用于根据ppm初始结构的极靴，由极靴材料确定极靴材料的最大磁场；逆分析计算单元，用于根据所述ppm初始结构及所述极靴材料的最大磁场，采用考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法对所述ppm初始结构进行逆分析，得到满足要求的ppm最终结构；输出单元，用于输出所述ppm最终结构。

技术总结
本发明公开了一种基于等效电流源模型的PPM结构逆分析方法及装置，该方法包括：获取电子注参数，根据所述电子注参数计算PPM结构的基础参数；初始化PPM结构，根据所述PPM结构的基础参数对所述PPM结构进行PPM结构的结构参数初始化，得到PPM初始结构；根据PPM初始结构的极靴，由极靴材料确定极靴材料的最大磁场；根据所述PPM初始结构及所述极靴材料的最大磁场，采用考虑极靴影响的有限长PPM快速计算方法对所述PPM初始结构进行逆分析，得到满足要求的PPM最终结构。本发明计算非常快速，无需再通过电磁仿真软件正向设计，不再需要大量的仿真计算，因此节省了大量的时间成本，同时也减少了大量的人为操作。少了大量的人为操作。少了大量的人为操作。


技术研发人员：苏子轩 徐进 何红宾 李鸿儒 岳玲娜 殷海荣 赵国庆 王文祥 魏彦玉
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：2022.01.30
技术公布日：2022/4/29