【摘要】：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,因此磁場的設計是行波管設計的一個重點。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,電子注包絡的斜率是否為零,理論和實驗都表明,互作用內(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系。但是,由于過渡區(qū)內(nèi)的情況比較復雜,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,然后按照理論指導設計了本文中的電子槍和收集極,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。主要研究磁場的周期和峰值對電子注性能的影響,其中難點是怎么由互作用段產(chǎn)生較好的電子注和怎么用MTSS產(chǎn)生需要的磁場分布。
【圖文】：

據(jù)設計要求使用 MTSS 里面的電子槍快速設計將電子槍的大體尺下圖 2-1，陰極電流密度一般設為 12A cm 。用 MTSS 的掃描功能進行優(yōu)化設計。在電子槍的各個結(jié)構中，聚、軸向長度和陰陽極之間的距離對電子注的注腰半徑和電流有較如下表 2-1。

電子槍二維結(jié)構圖
【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】：TN124

【引證文獻】

相關會議論文 前3條

1 鄧德榮;周霖;李文君;;X波段耦合腔行波管PPM系統(tǒng)設計[A];第二屆全國核技術及應用研究學術研討會大會論文摘要集[C];2009年

2 丁晟;丁宇杰;;行波管橫向磁場的理論和應用分析[A];第八屆華東三省一市真空學術交流會論文集[C];2013年

3 胡楊;;B-1981 PPM過渡區(qū)磁場的設計和調(diào)整[A];中國電子學會真空電子學分會第十二屆學術年會論文集[C];1999年

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本文編號：2577733