本文關鍵詞：S波段旭日型可調諧磁控管三維數(shù)值模擬研究　出處：《電子科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：相對論磁控管是作為高功率微波源在許多領域都有廣泛的應用前景。由于旭日型可調諧的相對論磁控管具有頻率可調諧、模式隔離度好和輸出功率高等許多優(yōu)點,有很好的研究前景和科研價值,有望在以后的高功率微波源中有更多應用。首先,對相對論磁控管的霍爾截止條件和哈垂同步條件進行了分析,對A6型相對論磁控管和旭日型相對論磁控管的工作區(qū)進行了對比,確定10腔旭日型結構比傳統(tǒng)的A6結構擁有更寬的工作區(qū)間。其次,通過使用CHIPIC軟件和國外先進粒子模擬軟件模擬10腔旭日型相對論磁控管進行對比和對CHIPIC軟件模擬結果與實驗結果對比,證明CHIPIC軟件在模擬相對論磁控管是可行的。再次,模擬計算旭日型相對論磁控管結構參數(shù)和工作電參數(shù)對其工作模式振蕩、輸出功率,輸出效率和調諧帶寬的影響。模擬結果顯示:(1)陰極半徑跟旭日型相對論磁控管的輸出功率和效率密切相關,合適的陰極半徑能夠提高輸出功率和效率;(2)陰極長度對旭日型相對論磁控管的工作特性和輸出結果也有一定的影響,在一定的范圍里,陰極長度越長,輸出功率越高,陰極長度越短,輸出效率越高;(3)耦合口角度和耦合口結構對旭日型相對論磁控管的Q值有一定的影響,在一定的區(qū)間內耦合口開口角度增大會降低Q值。耦合口結構選擇漸變式結構對輸出結果更為有利;(4)工作的電參數(shù)對旭日型相對論磁控管的工作特性和輸出結果影響較大,選擇合適的工作點非常重要。最后,通過對以上影響旭日型相對論磁控管的因素分析,對旭日型相對論磁控管進行了結構和工作電參數(shù)的優(yōu)化,其模擬結果為當旭日型相對論磁控管工作中心在(800kV,0.64T)時,小腔的可調諧深度為3mm-24mm,頻率可調諧區(qū)間為3.13GHz—2.12GHz,調諧帶寬為1GHz,在整個調諧帶寬內輸出功率大于1.45GW,在小腔深度為10mm時,旭日型相對論磁控管有最大功率2.94GW。
[Abstract]:Relativistic magnetron is widely used as a high power microwave source in many fields. Because of the tunable solar type relativistic magnetron has tunable frequency. There are many advantages such as good isolation and high output power, which have good research prospect and scientific research value. It is expected to have more applications in the future high power microwave source. First of all. The Hall cutoff condition and Hadian synchronization condition of the relativistic magnetron are analyzed, and the working areas of the A6 relativistic magnetron and the rising sun relativistic magnetron are compared. It is determined that the 10-cavity sun-type structure has a wider working range than the traditional A6 structure. By using CHIPIC software and foreign advanced particle simulation software to simulate 10 cavity solar relativistic magnetron, the simulation results of CHIPIC software and experimental results are compared. It is proved that the CHIPIC software is feasible in simulating the relativistic magnetron. Thirdly, the structural parameters and the working electrical parameters of the Asahi type relativistic magnetron are simulated to oscillate and output the output power of the relativistic magnetron. The simulation results show that the cathode radius is closely related to the output power and efficiency of the solar relativistic magnetron, and the appropriate cathode radius can improve the output power and efficiency. (2) the length of cathode has a certain influence on the working characteristics and output results of the sun-type relativistic magnetron. In a certain range, the longer the cathode length, the higher the output power and the shorter the cathode length. The higher the output efficiency; The angle of coupling port and the structure of coupling port have certain influence on the Q value of the Asahi relativistic magnetron. The Q value will be reduced by increasing the opening angle of the coupling port in a certain interval, and the output result will be more favorable if the structure of the coupling port is chosen gradually. The working parameters have a great influence on the working characteristics and output results of the solar relativistic magnetron. It is very important to select the appropriate working point. Based on the analysis of the factors affecting the rising sun type relativistic magnetron, the structure and working electric parameters of the rising sun type relativistic magnetron are optimized. The simulation results show that the tunable depth of the small cavity is 3mm-24mm when the working center of the sun-type relativistic magnetron is 800kV ~ 0.64T. The tunable frequency range is 3.13 GHz ~ 2.12 GHz, the tuning bandwidth is 1 GHz, the output power is more than 1.45 GW in the whole tuning bandwidth, and the depth of the cavity is 10 mm. The maximum power of the solar relativistic magnetron is 2.94 GW.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN123

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本文編號：1412515