擴(kuò)展互作用器件具有重量輕、體積小以及結(jié)構(gòu)較為緊湊等特質(zhì),能夠?qū)⒋蠊β瘦敵鰧?shí)現(xiàn)在毫米波甚至頻率更高的太赫茲頻段上,對(duì)于毫米波及太赫茲技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展具有極其重要的意義。在擴(kuò)展互作用器件中,高頻場(chǎng)能夠與電子注進(jìn)行互作用,電子注將小部分能量傳遞給高頻場(chǎng),但大部分能量會(huì)通過(guò)熱量的形式散失,使得電子效率很低。提高擴(kuò)展互作用器件效率的重要方法之一是采用多級(jí)降壓收集極(MDC)。通過(guò)多級(jí)降壓收集極從互作用后的電子中回收大量的能量,使得擴(kuò)展互作用器件的效率得到很大的提升。計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算與輔助設(shè)計(jì)在器件的設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要作用。本論文通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件研究設(shè)計(jì)了軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)多級(jí)降壓收集極,通過(guò)優(yōu)化使收集極的效率得到了提高,并達(dá)到了提高整管效率的目標(biāo)。論文中首先對(duì)多級(jí)降壓收集極的相關(guān)理論進(jìn)行了較為深入的分析,然后利用三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件CST對(duì)擴(kuò)展互作用振蕩器(EIO)及三級(jí)降壓收集極進(jìn)行了設(shè)計(jì),最后通過(guò)CST聯(lián)合仿真進(jìn)行了熱穩(wěn)態(tài)分析。本文的主要工作內(nèi)容如下:(1)闡述了擴(kuò)展互作用振蕩器的工作原理,同時(shí)闡述了多級(jí)降壓收集極的顯著優(yōu)勢(shì)及工作原理。(2)通過(guò)CST的冷腔仿真和熱腔仿真設(shè)計(jì)工作于35Ghz的EIO,功率達(dá)到3059.33W,效率達(dá)到了19.24%。(3)通過(guò)CST得到電子注進(jìn)入EIO后與高頻場(chǎng)互作用的結(jié)果,分析得到電子注的能量分布曲線作為收集極入口條件,對(duì)多級(jí)降壓收集極進(jìn)行計(jì)算。(4)通過(guò)改變收集極的電極電壓以及椎體長(zhǎng)度,比較使用不同形狀發(fā)射面時(shí)收集極的效率,得到了效率達(dá)到75.6%的多級(jí)降壓收集極。(5)運(yùn)用CST軟件對(duì)單級(jí)降壓收集級(jí)和多級(jí)降壓收集極進(jìn)行了熱穩(wěn)態(tài)分析,比較了這兩種收集極的熱分布。(6)對(duì)已完成的工作進(jìn)行總結(jié),并對(duì)下一步工作提出計(jì)劃。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN103
【部分圖文】：

EIK實(shí)物圖

休斯型EIO結(jié)構(gòu)示意圖

多級(jí)降壓收集極實(shí)物圖
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2867051