真空器件中電子槍的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、微波真空器件誕生于上世紀(jì)三十年代，在第二次世界大戰(zhàn)中，由于雷達(dá)、通信、導(dǎo)航、電子對(duì)抗使用的迫切需要，使其得到了空前的發(fā)展。二戰(zhàn)后，許許多多的微波真空器件相繼發(fā)明創(chuàng)造出來，一直到上世紀(jì)六十年代，其在我國軍事應(yīng)用與國民生活中仍然占有非常重要的地位。盡管上世紀(jì)末，半導(dǎo)體器件的強(qiáng)勢(shì)侵入，在一定程度上代替了某些小功率的器件，但是真空器件在高頻率、高功率的領(lǐng)域仍然占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。電子槍作為電真空器件的“心臟”，研究設(shè)計(jì)出低速度零散、大束流高質(zhì)量電子槍

2、也是非常重要的。
　　在微波真空器件中，電子注被加速到接近光速的速度，攜帶有非常高的能量。現(xiàn)代軍事電子裝備中，要想立于不敗之地，高功率微波真空器件仍起著十分重要的作用。普通微波真空器件，例如行波管、回旋管、返波管等的發(fā)展雖然已經(jīng)相當(dāng)成熟。但是隨著器件工作頻率的增加，由于現(xiàn)有器件機(jī)理的限制，普通微波真空器件在毫米波波段呈現(xiàn)出很多弊端：加工難度極大、成本高、零件尺寸極小、整個(gè)真空管不利于器件的小型化、陰極發(fā)射密度有限、陰極及整個(gè)管子散

3、熱困難等，使得管子難以達(dá)到很高的輸出功率和效率。因此，除了從多方面進(jìn)行改進(jìn)，以提高真空管的性能外，探索解決真空器件中相關(guān)部件存在問題的新機(jī)理和新途徑是非常有意義的一個(gè)課題。本人結(jié)合課題組項(xiàng)目，在對(duì)傳統(tǒng)真空器件中電子槍進(jìn)行了一定研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一支應(yīng)用于140GHz，MW級(jí)回旋管的低速度零散、大束流磁控注入電子槍；基于碳納米管場致發(fā)射材料具有的響應(yīng)速度快、發(fā)射電流密度大、加工尺寸小、效率高、功耗低等一系列的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)真空器件中的電子槍進(jìn)

4、行了相關(guān)的改進(jìn)和研究設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)出應(yīng)用于行波管的碳納米管冷陰極電子槍。主要工作包括：
　　1.介紹了真空器件中電子槍的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)雙陽極磁控注入電子槍和碳納米管冷陰極電子槍發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了一定的論述。
　　2.在闡述并推導(dǎo)回旋管磁控注入電子槍理論公式的基礎(chǔ)上，仿真設(shè)計(jì)出了應(yīng)用于回旋管的140GHz雙陽極磁控注入電子槍，并重點(diǎn)梳理了回旋管磁控注入電子槍相關(guān)參量的取值范圍以及參數(shù)的選擇方式。
　　3.對(duì)碳納米管場致發(fā)射材料理