某脉冲磁控管电参数与热性能的分析与优化仿真

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1、４各斗４成Ａ葦ＯＦＣＨＩＮ凸ＵＮＩ巨ＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＭＯＬＯＧＹＩＶＥＲＳＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣｓｃＩＴ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ论文题‘目某脉沖磁控管电参数与热性能的分析与优化仿真％专业学位类細工程硕±学号２０１１９１０４０２１０刘青雨作者姓名—。指导教师金晓林副教授■￣￣．＆■、独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人

2、在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加臥标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意Ｐ，—：令作者签名令石日期：与５月曰、论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盛，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学

3、位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或、汇扫描等复制手段保存编学位论文。（保密论文在解密后应遵）的学位守此规定－：為名争名：Ｊ作者签嚴导师签４＞４４＼：曰期月曰巧＾分类号密级注1UDC学位论文某脉冲磁控管电参数与热性能的分析与优化仿真（题名和副题名）刘青雨（作者姓名）指导教师金晓林副教授电子科技大学成都董良高工南京三乐集团南京（姓名、职称、工作单位）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称软件工程提交论文日期2016.04.01论文答辩日期2016.05.25学位授予单位和日

4、期电子科技大学2016年06月28日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。THESIMULATIONANALYSISANDOPTIMIZATIONFORTHEELECTRICPARAMETERSANDTHERMALPERFORMANCEOFAPULSEDMAGNETRONAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:LiuqingyuSupervis

5、or:JinXiaolinSchool:SchoolofPhysicalElectronics摘要摘要磁控管是微波能应用中的一种重要的微波功率源，其为重入式谐振型正交场振荡器。它相对于其他真空功率源具有体积小、重量轻、工作电压低、效率高等特点，并且由于其工作可靠、成本低等优点，被广泛应用在军事、农业、工业、医疗等方面。磁控管自二十世纪二十年代被发明以后，就得到了广泛的研究，尤其是在二战期间，由于雷达的开始应用，磁控管也得到了迅猛的发展。先后出现了同轴磁控管、注入锁频磁控管、捷变频磁控管等。某ku波段脉冲磁控管是为用户研制的微波功率源，

6、在研制过程中利用HFSS、ANSYS软件对磁控管的电参数与热性能分别进行了分析与优化仿真，从而大大提高了磁控管的工作可靠性，缩短了设计周期。本论文首先对磁控管的发展历史、研究现状进行了介绍，同时对其发展方向等进行了展望。然后对磁控管的几个重要组成部分，包括：谐振系统、磁路系统、能量输出系统、阴极组件等分别进行了分析研究，其主要内容包括：1、对磁控管互作用空间尺寸进行了计算和选取；利用HFSS高频仿真软件建立谐振系统的仿真模型，并对不同深度比的谐振系统进行仿真，得出最优化的谐振腔尺寸；对谐振系统加入极靴，仿真极靴的加入对磁控管振荡频率及

7、模式分隔的影响，然后通过仿真优化，并得出最优化的的极靴形状；2、对磁控管的能量输出系统进行了介绍。首先根据设计要求选择了双脊波导做为阻抗变换器，并通过经验公式确定其具体尺寸。然后选择圆盒形窗为能量输出窗，利用HFSS高频仿真软件建立仿真模型，对不同的输出窗尺寸进行仿真计算，经过不断优化，选择最优传输性能及端口驻波的模型尺寸；3、对磁控管谐振系统进行了热性能分析计算，用ANSYS仿真软件对其进行热仿真，确定其是否具有合适热性能分布，然后进行试验验证；选择适当的阴极组件类型，并利用ANSYS仿真软件建立仿真模型对其进行热仿真，确定其阴极温

8、度及表面温度分布是否均匀，然后利用试验验证。经过对磁控管各部分的不断优化，使各系统都达到了较佳的性能。通过装配、冷测、排气、老炼等过程，然后进行测试，磁控管各指标都达到了设计要求。关键词：磁控管，注波互作用，电性能分析，