高性能收集極優(yōu)化設計研究.pdf

1、行波管因高效率、低噪聲、寬頻帶、大功率而被大范圍應用于雷達系統(tǒng)、微波通信、電子對抗和衛(wèi)星系統(tǒng)等領域。固態(tài)器件近些年來雖然發(fā)展態(tài)勢迅猛，但由于以上優(yōu)點，行波管的地位仍是不可動搖。效率是行波管的基本技術指標，人們總是在不斷地追求高的效率，特別是在能量不易獲得的太空環(huán)境下。而多級降壓收集極是實現(xiàn)行波管高效率的關鍵技術之一，因此快速設計出高性能的收集極對于行波管的設計有著極其重要的作用。
　　收集極的設計主要是模型形狀及尺寸的確定，然而模

2、型是如何一步步設計出來的卻鮮有提及。本文圍繞收集極的結構設計，提出了完整的設計優(yōu)化流程，并利用微波管模擬器套裝軟件（MTSS）對這一流程進行了驗證。本論文的主要內容有：
　　1.從電子進入降壓收集區(qū)之后的運動著手，闡述了降壓收集極的工作原理。然后從收集極入口處的電子狀態(tài)著手講述了如何添加再聚焦區(qū)磁場，接著講述了設計過程中提高收集極效率應該注意的要素以及二次電子的抑制手段。
　　2.對收集極的整個設計流程進行了詳細的分析，提出

3、了兩種設計流程。第一種稱為從無到有型，具體流程如下：根據(jù)收集極入口處的電子狀態(tài)選擇合適的級數(shù)并計算各級的初始電壓以及應回收的電流大??；選擇簡單的圓柱模型對電子軌跡進行試探；根據(jù)計算結果確定各級可能產生的最大熱耗，再結合收集極的材料特性確定各級可能需要的散熱面積，根據(jù)尺寸要求選定徑向尺寸后便可確定各級的初始長度；然后根據(jù)收集極入口電子狀態(tài)計算得到的初值進行建模，觀察電子的軌跡走向；根據(jù)電子軌跡和性能參數(shù)結合現(xiàn)實中高性能收集極電子軌跡的特點