回旋管電子光學系統(tǒng)的熱分析及結構優(yōu)化.pdf

1、回旋管作為一種新型的高功率微波器件,具有高功率、高增益等優(yōu)越性能,為毫米波、亞毫米波在雷達、通信、電子戰(zhàn)、高功率微波武器等領域的應用提供了廣闊的前景,回旋行波管被認為是回旋管放大器體系中的主要類型,近些年在國內(nèi)外獲得了迅猛發(fā)展。
　　隨著回旋行波管的快速發(fā)展,對其穩(wěn)定性、可靠性與壽命提出了越來越高的要求。電子光學系統(tǒng)中的電子槍陰極和收集極的熱特性是直接制約回旋管性能的重要因素。因此對回旋行波管的熱特性進行研究具有重要的理論和實際意

2、義。
　　本文正是對回旋管電子光學系統(tǒng)中的電子槍陰極和收集極的熱性能進行研究,從陰極加熱功率和啟動時間角度出發(fā),優(yōu)化出了高性能的陰極結構,從收集極的功率容量角度出發(fā),優(yōu)化出了大功率均勻收集極結構。本文內(nèi)容主要包括以下四個方面:
　　1.闡述了回旋管中的電子光學系統(tǒng)論理論,絕熱壓縮理論,陰極傳熱機理等。其中陰極傳熱機理是分析陰極熱子組件效率的前提,絕熱壓縮理論是研究大功率均勻收集極的基礎。
　　2.對熱分析的基礎理論及熱

3、傳導、熱輻射、熱對流三種熱傳遞方式作了闡述,并介紹了熱模擬仿真時的重點和難點。
　　3.對 Ka波段回旋行波管陰極進行熱分析,采用支撐筒切縫和支撐筒外加熱屏的方式對陰極熱子組件進行優(yōu)化,給出不同的切縫角度和切縫數(shù)目對陰極發(fā)射帶溫度的影響。優(yōu)化結構使得陰極的效率提高了40％左右。接著分析了陰極的啟動時間,并對影響陰極啟動時間的因素作了研究。最后對陰極進行了熱形變分析。
　　4.從電子的運動軌跡出發(fā),針對傳統(tǒng)收集極局部過熱的問題