微波管電子光學(xué)系統(tǒng)CAD技術(shù)研究.pdf

1、微波管是一種將帶電粒子的動能轉(zhuǎn)變?yōu)槌哳l電磁場能的功率放大器件，廣泛用于數(shù)據(jù)通信、電子對抗、預(yù)警飛機、火控雷達、精密制導(dǎo)，在現(xiàn)代軍事電子裝備中顯示出不可取代的重要作用。微波管的研制涉及到電子光學(xué)、磁學(xué)、陰極電子學(xué)、微波電子學(xué)、電磁場理論、材料學(xué)、機械與熱分析諸多學(xué)科，工藝過程十分復(fù)雜。計算機技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，極大地促進了微波管技術(shù)的進步。同時，CAD已經(jīng)成為研制行波管的主要手段，提高微波管的設(shè)計能力，縮短開發(fā)周期，減少整管硬件實驗，改善

2、微波管性能，固化已有經(jīng)驗，也愈來愈離不開計算機輔助設(shè)計。電子光學(xué)系統(tǒng)由電子槍、聚焦系統(tǒng)和降壓收集極三部分組成，內(nèi)容涉及電子注的產(chǎn)生、成形、維持和收集，是微波管的重要組成部分。電子光學(xué)系統(tǒng)提供的電子注質(zhì)量和相關(guān)參量從根本上決定了諸如效率、增益、工作穩(wěn)定性和噪聲特性等微波管的重要參量。采用計算機模擬和CAD技術(shù)是改進和優(yōu)化設(shè)計、提高電子注質(zhì)量的重要手段。 本論文工作延續(xù)總裝備部軍事電子預(yù)研“九五”重點項目“寬帶大功率行波管CAD技術(shù)

3、研究”，在總裝備部軍事電子預(yù)研“十五”重點項目“微波管CAD技術(shù)研究”和總裝備部軍事電子預(yù)研“十一五”重點項目“微波管CAD技術(shù)”的資助下，立題“微波管電子光學(xué)系統(tǒng)CAD技術(shù)研究”，對微波管電子光學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和CAD技術(shù)進行了全面和深入的研究。采用現(xiàn)代軟件工程化思想結(jié)合面向?qū)ο蠓治鲈O(shè)計方法以及微波管電子光學(xué)基本物理模型，開發(fā)和改進了二維行波管電子光學(xué)系統(tǒng)各部件CAD軟件，其中包括電子槍模擬軟件UESTC_GUN、周期永磁聚焦系統(tǒng)模擬

4、軟件UESTC_PPM、多級降壓收集極模擬軟件UESTCMDC及電子光學(xué)一體化設(shè)計軟件UESTCEOS，研究軸對稱情況下的行波管電子光學(xué)系統(tǒng)器件工作狀態(tài)，并在國內(nèi)相關(guān)工廠和研究所推廣使用，為電子光學(xué)系統(tǒng)器件的設(shè)計和優(yōu)化提供了方便、準確、快捷的工具。在此基礎(chǔ)之上，開發(fā)了全三維有限元微波管電子光學(xué)系統(tǒng)模擬軟件EOS，主要模擬對象為微波管電子光學(xué)系統(tǒng)中常用器件，如軸對稱電子槍、柵控電子槍、多注電子槍、非軸對稱多級降壓收集極等，并進行了大量測試