W波段EIK電子光學系統(tǒng)的設(shè)計與模擬.pdf

1、W波段是毫米波大氣“窗口”,其頻率在微波和光波之間,具有微波和紅外的特點,現(xiàn)已在雷達、通信、制導等方面得到廣泛應用。在大功率容量級方面,電真空器件由其功率容量大,使用壽命長等特點被廣泛應用,其中尤以擴展互作用速調(diào)管(EIK)具有高功率、高效率、高增益和自激振蕩易于仰制的優(yōu)點應用前景廣泛。
　　擴展互作用速調(diào)管(EIK)主要組成可分為電子光學系統(tǒng)、高頻系統(tǒng)、輸出輸入系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)四部分。擴展互作用速調(diào)管的能量是由電子注的能量轉(zhuǎn)化而來

2、,因此電子注的電壓及電流密度、注腰半徑以及電子注的層流性決定速調(diào)管的輸出功率,電子光學系統(tǒng)的研究在擴展互作用速調(diào)管的設(shè)計中具有重要的意義。電子光學系統(tǒng)主要是有電子槍、磁聚焦系統(tǒng)和收集極三部分組成,其主要是研究電子注在電子槍中的形成,并在高頻系統(tǒng)的束通道中穩(wěn)定傳輸以及在收集極中的發(fā)散情況。
　　本文對W波段擴展互作用速調(diào)管(EIK)電子光學系統(tǒng)進行研究,其具體參數(shù)為:導流系數(shù)P為0.1449,電子注的電流0.35A,注腰半徑rw為0

3、.3mm,電子注的傳輸長度大于50mm。其技術(shù)指標具有電子注電壓高、電流密度大、注腰半徑小及傳輸長度長的特點。高電流密度電子注的形成、聚焦以及在高頻系統(tǒng)中穩(wěn)定傳輸成為設(shè)計中的難點。本文采用收斂pierce電子槍,首先在理論上對電子注的形成、聚焦及傳輸進行研究。其次采用迭代綜合法得出電子槍的初始參數(shù),將初始參數(shù)代入到二維ORION軟件中對陽極和聚焦極進行設(shè)計。最后將二維ORION軟件計算出的電子槍結(jié)構(gòu),在三維CST軟件對其進行驗證和優(yōu)化,