行波管過渡區(qū)磁場的設(shè)計與研究.pdf

1、由于微波器件是通過電子注和高頻電磁場的相互作用，將電子注的直流能量轉(zhuǎn)換為高頻場能量的器件，在注波互作用段，需要外加磁場來平衡電子之間的空間電荷力，抑制電子注的發(fā)散，因此磁場的設(shè)計是行波管設(shè)計的一個重點。在電子槍區(qū)和互作用區(qū)之間存在著一段磁場緩慢變化的過渡區(qū)，電子注通過整個過渡區(qū)的過程就是電子槍參量與互作用參量之間的匹配過程，即電子注經(jīng)過過渡區(qū)進入周期磁場的第一個恒定峰值時，注半徑是否合適，電子注包絡(luò)的斜率是否為零，理論和實驗都表明，互作

2、用內(nèi)電子注進行能量交換效率的高低與匹配的好壞有很大的關(guān)系。但是，由于過渡區(qū)內(nèi)的情況比較復(fù)雜，理論分析和實驗測量都比較困難，現(xiàn)在還沒有完整的理論公式可以使用，需要人工一點一點的調(diào)節(jié)，設(shè)計較慢。在互作用區(qū)到收集極區(qū)之間的再聚焦區(qū)的設(shè)計也是一大難點，雖然有一定的理論可以依循，但是不同的行波管電子注狀態(tài)不同，需要的漂移區(qū)磁場有很大的不同。經(jīng)過再聚焦區(qū)磁場后的電子注，最理想的情況是電子可以按照各自的速度進行分類，速度大的電子經(jīng)過降壓可以達到后面的

3、電極上，速度小的電子可以達到前面的降壓級上，這樣可以使所有的電子在達到電極上時速度都接近零。這樣，就可以減小回流率和二次電子的產(chǎn)生，收集極也就幾乎不消耗能量。設(shè)計好這兩段過渡區(qū)磁場對于電子注的聚焦和能量的收集有重大意義。
　　本論文使用微波管模擬套裝軟件 MTSS進行過渡區(qū)磁場的設(shè)計和研究。論文內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　1簡單介紹電子光學(xué)系統(tǒng)的基本理論。包括電子槍和收集極的基本理論，然后按照理論指導(dǎo)設(shè)計了本文中的電子槍和收

4、集極，最后著重介紹電子槍區(qū)和互作用區(qū)之間過渡區(qū)磁場和互作用區(qū)到收集極區(qū)再聚焦區(qū)磁場的現(xiàn)有理論和重要性。
　　2利用微波管模擬套裝軟件MTSS設(shè)計層流性較好的電子槍，利用MFS模塊產(chǎn)生磁場，研究磁場的恒定峰值、過渡區(qū)磁場的峰值、磁場的周期和磁場的結(jié)構(gòu)尺寸等對電子注聚焦的影響。最后對于磁場峰值和周期的選擇給出一定的范圍。
　　3通過分析互作用區(qū)產(chǎn)生的電子注信息，添加合適的再聚焦區(qū)磁場，然后優(yōu)化收集極，使收集極效率達到最高。主要研