某脈沖磁控管電參數(shù)與熱性能的分析與優(yōu)化仿真.pdf

1、磁控管是微波能應(yīng)用中的一種重要的微波功率源，其為重入式諧振型正交場振蕩器。它相對于其他真空功率源具有體積小、重量輕、工作電壓低、效率高等特點，并且由于其工作可靠、成本低等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在軍事、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療等方面。磁控管自二十世紀二十年代被發(fā)明以后，就得到了廣泛的研究，尤其是在二戰(zhàn)期間，由于雷達的開始應(yīng)用，磁控管也得到了迅猛的發(fā)展。先后出現(xiàn)了同軸磁控管、注入鎖頻磁控管、捷變頻磁控管等。某ku波段脈沖磁控管是為用戶研制的微波功率源，在

2、研制過程中利用 HFSS、ANSYS軟件對磁控管的電參數(shù)與熱性能分別進行了分析與優(yōu)化仿真，從而大大提高了磁控管的工作可靠性，縮短了設(shè)計周期。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對磁控管互作用空間尺寸進行了計算和選??；利用FSS高頻仿真軟件建立諧振系統(tǒng)的仿真模型，并對不同深度比的諧振系統(tǒng)進行仿真，得出最優(yōu)化的諧振腔尺寸；對諧振系統(tǒng)加入極靴，仿真極靴的加入對磁控管振蕩頻率及模式分隔的影響，然后通過仿真優(yōu)化，并得出最優(yōu)化的的極靴形狀；⑵對磁控管

3、的能量輸出系統(tǒng)進行了介紹。首先根據(jù)設(shè)計要求選擇了雙脊波導(dǎo)做為阻抗變換器，并通過經(jīng)驗公式確定其具體尺寸。然后選擇圓盒形窗為能量輸出窗，利用HFSS高頻仿真軟件建立仿真模型，對不同的輸出窗尺寸進行仿真計算，經(jīng)過不斷優(yōu)化，選擇最優(yōu)傳輸性能及端口駐波的模型尺寸；⑶對磁控管諧振系統(tǒng)進行了熱性能分析計算，用 ANSYS仿真軟件對其進行熱仿真，確定其是否具有合適熱性能分布，然后進行試驗驗證；選擇適當?shù)年帢O組件類型，并利用ANSYS仿真軟件建立仿真模型