行波管多级降压收集极设计方法的研究

采用多级降压收集极回收经过互作用后的电子注的剩余能量是提高行波管效率的有效途径之一。效率与电子回流是多级降压收集极的两个非常重要的指标。多级降压收集极的设计离不开计算机辅助设计软件，对收集极进行精心的电子光学设计，可以改善二次电子发射对效率及回流的影响。通过定性地分析收集极与整管效率的关系、废电子注特性、磁再聚焦区的构造及二次电子发射规律，为收集极的设计提供了参考方法。     

非轴对称磁场对多级降压收集极性能的影响

收集效率和回流率是体现多级降压收集极性能的两个重要指标,本文尝试在收集极表面加上一定弧度的磁钢贴片,以此在收集极内引入非轴对称磁场,通过调节磁场的大小和位置,观察磁场对收集极内电子运动轨迹的影响,寻求实现收集极效率的最大化并抑制二次电子回流.针对某一Ku波段行波管多级降压收集极,加入优化磁场后的计算结果与未加磁场时相比,各电极电流分布发生变化,部分电子被更靠后的电极所收集,中频点处回流率由原来的2.49％降低到0.54％,同时收集效率提高超过3％达到79.07％.收集极性能的改善也为行波管效率的提高提供了保证.     

抑制多级降压收集极二次电子发射的研究进展

简述了热解石墨、高纯各向同性石墨和无氧铜材料的二次电子发射特性,以及离子束表面改性对二次电子发射特性的影响。分析表明热解石墨和高纯各向同性石墨的二次电子发射系数均明显低于无氧铜的二次电子发射系数,并且通过离子束表面改性后二次电子发射系数能够得到进一步的降低。同样的,离子束表面改性后的无氧铜的二次电子发射系数也得到一定的降低,并且还有很大的发展空间。     

离子束表面处理抑制空间行波管多级降压收集级二次电子发射的研究

设计了一台抑制空间行波管多级降压收集极二次电子发射的、专用离子束处理设备.研究了Mo 原子沉积速率对二次电子发射系数和表面织构的影响.无氧铜片基底上的试验结果表明,二次电子发射系数与Mo原子的沉积速率和表面织构密切相关.处理过程中基底温度起着重要作用.采用优化工艺得到的二次电子发射系数最大值下降到0.65,低于未经处理无氧铜基片的一半.初步试验表明,采用离子处理的多级降压收集极后,K和Ka 波段的行波管的整管效率获得明显提高.     

空间行波管降压收集器性能的模拟分析研究

编制了一套行波管多级降压收集器计算机模拟程序,在此基础上对某行波管多级降压收集器性能进行了模拟计算,并通过对收集器进行优化,以提高其收集效率。模拟分析方法对行波管收集器的研究设计具有参考价值。     

使用ANSYS接触单元模拟研究行波管收集极的接触热阻

收集极是行波管的主要发热部件,本文利用ANSYS对某行波管的四级降压收集极进行了热分析,其中利用了ANSYS中的接触单元CONTA172和TARGE169来模拟收集极各零件间的接触热阻.该方法相对以前人们采用接触区过渡薄层的方法更加简便,特别是解决了接触区过渡薄层划分网格困难、计算量巨大的难题.通过分析,本文给出了收集极的最高温度随接触面积比和配合间隙变化的规律.     

耦合腔行波管高频结构优化研究

以Curnow等效电路为依据,基于基尔霍夫电压和电流定理,获得了通用Curnow等效电路模型的色散、总阻抗的计算方法;从设计角度出发,根据色散和总阻抗计算方法,以实际结构为例,探讨了在保证整个工作带宽内,器件的工作频率和相速基本不变的情况下,腔体结构参数变化对总阻抗的影响,并以此为依据,对原有结构参数进行了优化,从而提出了一种可用于耦合腔行波管高频结构优化的方法。     

一种提高行波管效率的耦合结构小型化设计

作为微波功率模块的核心部件,行波管被广泛应用于通信、雷达以及电子对抗等众多军事装备系统中。为解决行波管小型化、高效率的技术难点,针对某X波段螺旋线行波管的输能耦合结构开展小型化研究。采用在螺旋线末端加载调配筒实现输能系统长度压缩的方法,不但可以使行波管的输入窗阻抗变换尺寸缩短33.0%;输出窗阻抗变换尺寸缩短21.4%,而且行波管整管效率得到提升。     

休斯型耦合腔慢波结构正向设计初步研究

针对高效率耦合腔行波管提出一种正向设计的初步方法,可根据设计指标对其慢波结构进行快速的定量设计.其设计思想是在满足带宽内的注波互作用同步条件的基础上,尽可能提高总阻抗.为此提出“带宽相速差之比”参量来描述带宽与同步的关系,并以此参量和Curnow等效电路模型分析了休斯型耦合腔慢波结构的各个参量变化对带宽和总阻抗的影响情况,从而建立慢波结构的正向设计过程;使用这种设计方法,针对给定的Ka波段的耦合腔行波管参数指标进行快速设计,设计结果基本满足指标要求.     

熔锥光纤与球微腔耦合系统的理论模拟

利用H. J. Shaw提出的单模光纤定向耦合器的分析方法并结合微球腔的特性,对熔锥光纤与球微腔系统的耦合特性进行了理论分析和数值模拟。研究表明,由于原本简并的球腔模式受腔体偏心率的影响而解除,系统吸收峰间距减小,Q值( 106 ~107 )比将腔体视为理想球时提高了三个数量级。这与已报道的实验结果相吻合。     

Ka波段空间行波管双阳极电子枪设计与优化

利用EGUN软件设计了一把导流系数为0.07μP的Ka波段空间行波管双阳极电子枪。该枪为皮尔斯型电子枪,双阳极分别为控制阳极(2.58 kV)和离子拒止阳极(9 kV)。该设计应用综合迭代法的计算结果进行初步设计,通过调整设计第一阳极,建立考虑导流系数、注腰半径和层流性的电子注性能优化目标函数,应用量子粒子群算法结合MATLAB与EGUN软件对电子枪阳极头位置进行了优化,优化结果满足了空间行波管对电子注的注腰半径和层流性的设计要求。