L波段连续波空间行波管双阳极电子枪设计改进

本文介绍了L波段连续波空间行波管双阳极电子枪的电子光学设计以及结构改进,通过采用双阳极电子枪,可进一步增强阳极对总电流调控能力,增大离子阱,同时结合阴极直径增大后,阴极支取电流密度减小,提高产品寿命和可靠性,经过实际装管测试,改进后的双阳极电子枪的性能满足L波段空间行波管使用要求。     

场发射阵列阴极在行波管中的应用

给出了场发射阵列阴极的发展概况和制造方法，讨论了采用场发射阵列阴极作为行波管电子源的可能性和电子枪设计的有关问题，对采用场发射阵列阴极的行波管进行了介绍和评论。     

回旋行波管高质量阴极及电子枪研究

回旋行波管对回旋电子注参数（纵横速度比、速度零散等）非常敏感,实验中需进行电子参数调节,高质量电子枪研制是整管设计核心之一。基于理论分析、结构分析及热分析等对回旋行波管电子枪进行改进设计,对阴极、热子进行优化设计,研发的电子枪速度零散＜2%,优于国际报道的3%。项目在热分析和形变分析基础上,改进了阴极结构及制备工艺,显著提高了热子加热效率,将阴极加热功率从100W降低至50W左右,提升了阴极发射的均匀性和稳定性,10%工作比下长时间工作稳定、可靠,有效保障了阴极寿命,新研电子枪在Ka频段回旋行波管装管实验,脉冲功率100kW,平均功率10kW,连续工作稳定、可靠。     

行波管阴极组件热特性模拟分析

阴极作为行波管中电子束的来源,其热特性的分析尤其重要.建立了电子枪阴极组件热状态有限元分析方程,采用ANSYS软件对电子枪阴极组件进行稳态阴极工作温度均匀性和阴极预热时间的模拟分析,为阴极组件的优化设计提供了参考,有助于阴极研制单位提高阴极的寿命和提高行波管快速反应能力等.     

文摘

专利文摘大功率行波管电子枪(英) No.1178618 具有均匀纵向速度的低噪声、高导流系数空心注,由圆锥形空心阴极所产生。围绕着此阴极有一相似形状的加速极,用来产生一个进入阴极活性层的均匀电场。阴极位于磁场内。行波管磁结构(英) No.1178733 本专利叙述一种新型的聚焦电子注(O型器件)和传播电子注(M型器件)的磁结构。其特点在于在调节场强时不改变磁力线形状,这种改良结构由包括极靴的永磁铁和电磁铁组成:极靴形成空隙;电磁铁安置在空隙处。这样,改变电磁铁铁芯的电流,就能改变空隙磁通量密度。     

Ka波段回旋行波管电子枪阴极热分析

利用有限元软件ANSYS对回旋行波管电子枪阴极组件进行热分析,得到了100W加热功率情况下的温度分布以及热形变情况,并利用EGUN软件分析了热形变后的阴极发射的电子注性能的变化。最后测试了实际阴极的温度,测试结果与模拟相符。为电子枪的设计、优化和实际装配提供了一定的依据。     

空间行波管阴极寿命试验

本文介绍了对用于空间行波管的M型阴极进行的寿命试验。阴极寿命试验的载体选用普通玻璃二极管与电子枪,用于试验的M型阴极在40支普通玻璃二极管中的累计试验时间已经超过681000 h,在16支电子枪和2支行波管中的累计试验时间已经超过275000 h。对阴极的钡蒸发测量表明在空间行波管的工作年限内,M阴极主要受到膜层退化的影响,而一般不会出现钡耗尽的问题。因此基于电子枪寿命试验的数据,由膜层退化导致的阴极实际功函数增加,得出了M型阴极寿命模型,并对一定工作条件下的阴极寿命时间进行推算。同时作者发现：对于长期的阴极寿命试验,普通玻璃二极管不能有效保持其内部真空度,阴极发射下降较快;在电子枪中,阴极发射稳定。电子枪更适合作为阴极寿命试验的载体。     

等离子体阴极电子枪的实验研究

填充等离子体高功率微波器件具有独特的性能.然而等离子体正离子对电子枪的轰击通常会破坏材料阴极表面并降低其电子发射能力.解决此问题的一种新方案是采用等离子体阴极电子枪.本文设计制作了等离子体阴极电子枪,采用氦气馈气系统和脉冲调制器进行实验研究,得到电子枪放电电流与气体压强、调制器电压等的关系.实验表明,等离子体阴极可取代材料阴极作为大电流、长脉冲电子注源.     

空间行波管电子枪阴极温度拟合计算研究

工作温度是影响阴极发射能力和寿命的关键参数,其与电子枪保温结构、加热功率、环境温度相关,未经实测时不同加热功率和环境温度下的阴极温度往往较难确定。本文利用温度试验数据构建并拟合出简化的空间行波管电子枪热节点模型,通过热节点模型推算出不同加热功率和环境温度下的阴极温度,与实测温度比较验证了模型的准确性。此构建拟合热节点模型的方法为推算电子枪阴极温度提供了一种简便途径。     

空间行波管电子枪中阴极热形变及冷启动特性研究

本文利用ANSYS软件对空间行波管的电子枪进行了稳态热分析,得到了电子枪阴极温度随灯丝功率的变化结果,计算结果与试验结果一致,验证了ANSYS热分析的正确性。在此基础上分析了阴极的热形变对电子枪性能参数的影响,同时模拟了电子枪中阴极的冷启动情况,得出阴极在-35℃条件下,在210s内阴极温度可以达到正常工作温度980℃。