【摘要】：回旋管是一種真空電子器件,由于其在高頻率波段的高功率、高效率特點(diǎn),受到國際和國內(nèi)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的重視,并為之開展了大量的研究,目前回旋管在離子加熱和診斷、DNP-NMR光譜、材料加工、雷達(dá)通信、安全性等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。隨著回旋管的不斷發(fā)展,其輸出功率也越來越高,這無疑對回旋管各組成部分的設(shè)計(jì)提出了更大的挑戰(zhàn)。電子槍作為回旋管的關(guān)鍵部件之一,它能夠?yàn)榛匦芴峁┚哂凶銐驒M向能量的電子注,其所提供的電子注質(zhì)量對整管的性能起著決定性作用,根據(jù)高頻互作用腔對電子注參數(shù)的要求,在互作用腔入口處電子注應(yīng)具有合適的橫縱速度比、引導(dǎo)中心半徑以及盡量小的速度零散。另外,電子槍要正常發(fā)射電子需要其發(fā)射帶溫度達(dá)到電子發(fā)射溫度,該溫度是由一定功率的燈絲提供的,電子槍受熱后的溫度場分布以及形變場分布將很有可能對電子槍所發(fā)射電子注的性能產(chǎn)生影響,而且對于高輸出功率回旋管,如果其溫度過高,很有可能對整管的穩(wěn)定性和壽命等造成不良的結(jié)果,為了讓燈絲更高效率的傳熱,并保證電子注性能不受到其影響,我們需要對燈絲的功率、數(shù)目以及位置進(jìn)行一定的優(yōu)化,由此可見對電子槍進(jìn)行熱分析也是回旋管設(shè)計(jì)中非常重要的一環(huán)。本文主要內(nèi)容如下:1、介紹了回旋管磁控注入電子槍(MIG)基礎(chǔ)理論,并基于該理論,對MIG的原理、設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析與研究。2、利用兩種粒子仿真軟件分別對所設(shè)計(jì)的MIG進(jìn)行了2D和3D仿真分析,并基于MIG相關(guān)理論和仿真結(jié)果詳細(xì)研究了MIG的優(yōu)化方法,最終設(shè)計(jì)出一支性能滿足要求的140GHz回旋管MIG。3、利用熱分析仿真軟件對MIG進(jìn)行溫度分布和熱形變分布分析,并根據(jù)其結(jié)果對所設(shè)計(jì)的MIG相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,仿真結(jié)果表明,在優(yōu)化后的燈絲加熱功率下,MIG關(guān)鍵位置熱形變不會(huì)對MIG參數(shù)造成較大影響,最后再利用不同熱分析仿真軟件對MIG進(jìn)行熱分析驗(yàn)算,對比兩款軟件所得熱分析結(jié)果的差別,兩款仿真軟件計(jì)算結(jié)果一致性較好。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN12
【圖文】：

圖 1-1 電磁波頻譜劃分高功率微波所含有的能量可以永久性破壞或者干擾電子部件和傳感器，使系統(tǒng)無法正常工作，因此高功率微波在如今有著巨大的應(yīng)用潛力[4]。微波武器就是其中一個(gè)重要應(yīng)用，其依靠發(fā)射的高功率微波，干擾、降級(jí)、損傷、擾亂敵方的軍事

回旋管的工作區(qū)域

回旋管結(jié)構(gòu)示意圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2746642