W波段高功率回旋管输出窗的热分析

输出窗是回旋管的重要部件之一,直接决定回旋管的工作效率与使用寿命。选用高阶模作为高功率回旋管的工作模式,并采用蓝宝石作为回旋管输出窗的窗片。应用电磁波传输理论计算蓝宝石在高阶模下的结构参数,并在HFSS中对回旋管输出窗进行建模,对高阶模的角向对称处理方法的准确性进行验证。采用HFSS与ANSYS Workbench联合仿真对输出窗进行稳态热分析,并利用Comsol软件对输出窗进行瞬态热分析。对于工作频率94 GHz和传输功率100 kW的高功率回旋管,在稳态热分析时,窗片会炸裂;而在瞬态热分析时,窗片能持续工作接近20 s。