擴展互作用器件具有重量輕、體積小以及結構較為緊湊等特質,能夠將大功率輸出實現(xiàn)在毫米波甚至頻率更高的太赫茲頻段上,對于毫米波及太赫茲技術領域的發(fā)展具有極其重要的意義。在擴展互作用器件中,高頻場能夠與電子注進行互作用,電子注將小部分能量傳遞給高頻場,但大部分能量會通過熱量的形式散失,使得電子效率很低。提高擴展互作用器件效率的重要方法之一是采用多級降壓收集極(MDC)。通過多級降壓收集極從互作用后的電子中回收大量的能量,使得擴展互作用器件的效率得到很大的提升。計算機模擬計算與輔助設計在器件的設計中發(fā)揮著重要作用。本論文通過計算機輔助設計軟件研究設計了軸對稱結構多級降壓收集極,通過優(yōu)化使收集極的效率得到了提高,并達到了提高整管效率的目標。論文中首先對多級降壓收集極的相關理論進行了較為深入的分析,然后利用三維計算機輔助設計軟件CST對擴展互作用振蕩器(EIO)及三級降壓收集極進行了設計,最后通過CST聯(lián)合仿真進行了熱穩(wěn)態(tài)分析。本文的主要工作內容如下:(1)闡述了擴展互作用振蕩器的工作原理,同時闡述了多級降壓收集極的顯著優(yōu)勢及工作原理。(2)通過CST的冷腔仿真和熱腔仿真設計工作于35Ghz的EIO,功率達到3059.33W,效率達到了19.24%。(3)通過CST得到電子注進入EIO后與高頻場互作用的結果,分析得到電子注的能量分布曲線作為收集極入口條件,對多級降壓收集極進行計算。(4)通過改變收集極的電極電壓以及椎體長度,比較使用不同形狀發(fā)射面時收集極的效率,得到了效率達到75.6%的多級降壓收集極。(5)運用CST軟件對單級降壓收集級和多級降壓收集極進行了熱穩(wěn)態(tài)分析,比較了這兩種收集極的熱分布。(6)對已完成的工作進行總結,并對下一步工作提出計劃。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN103
【部分圖文】：

EIK實物圖

休斯型EIO結構示意圖

多級降壓收集極實物圖
【參考文獻】

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本文編號：2867051