螺旋线行波管慢波结构的热分析研究

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1、‘４击斗寺成Ａ香ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴ亡ＣＭＮＯＬＯＧＹＯＦＣＭＩＮＡ硕±学位论文ｊＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＩ＊＇ｉ论文题目螺旋浅行波管慢波结构的热分析妍究学科专业电子科学与技术学号２０１３２１０４０３１３作者姓名趋井指导教师朱小芳副教授４．品独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人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Ｗ标注和致谢

2、的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写进的研究成果，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。作者签名：曰期：＞／《年矣月店曰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盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可１＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论

3、文。（保密的学位论文在解密后应遵此规定）守作者签名：怎导师签名：＞言译奇曰親年曰办月八店各分类号密级注1UDC学位论文螺旋线行波管慢波结构的热分析研究（题名和副题名）赵卉（作者姓名）指导教师朱小芳副教授电子科技大学成都申请学位级别硕士学科专业电子科学与技术提交论文日期2016.04.01论文答辩日期2016.05.11学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月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。ThermalAnalysisofSlowWaveStructureofHelixTravelingWaveTub

4、eAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectronicScienceandTechnologyAuthor:ZhaoHuiSupervisor:ZhuXiaofangSchool:SchoolofPhysicalElectronics摘要摘要行波管作为目前使用较为普遍的一类微波放大器件，具有高功率、宽频带、大增益等特点，大量应用于电子对抗、雷达及通信领域。由于军事装备性能的不断完善，促使行波管不断向更宽的频带发展；同时设备对灵活

5、性的需求，使得微型化行波管的研发变得极为重要。宽频带、大功率、小型化都将导致更高的热负载，影响到行波管的使用寿命和可靠性，因此对行波管进行热性能分析具有极其重要的意义。本文以传热学理论为依据，通过理论分析与仿真软件相结合，对行波管的慢波结构进行热形变和高频特性分析，最终设计了一款散热能力得到明显改善的行波管慢波结构。本文的主要工作有：1.行波管慢波结构的热性能及高频特性研究，包括：热力学第一定律、传热学基本原理、接触热阻、慢波结构的产热与传递、高频特性以及热分析的有限元理论和ANSYS软件介绍。2.扇形夹持杆慢波结构的热及形变分析。以热力学基础知识为理

6、论依据，结合有限元(FEM)理论，利用仿真软件ANSYS对慢波结构进行热分析，仿真结果以温度分布图的形式显示；然后使用ANSYS的热-结构耦合模块，将热仿真的结果作为负载，作用到结构单元上，对其进行形变分析，得到高温下各组件的形变位移图。在进行热研究时：重点研究了接触热阻问题，对两种不同的热阻处理方法进行了深入研究及对比。在处理形变分析时，通过MTSS软件计算慢波结构的高频参数，论证热形变对行波管性能的影响。3.高散热慢波结构的设计与优化。分别从降低系统产热和提高系统散热两个方面进行考虑，从夹持组件的材料、形状、翼片、表面覆膜四个角度出发，利用ANSY

7、S软件对同一型号的行波管进行仿真求解，综合散热能力及高频特性两个方面，设计了一款散热能力得到大幅度提高的慢波结构，并对其进行了高温下的形变研究。其中：在螺旋线表面覆膜研究时，考虑到覆膜材料对高频特性的影响，仅对产热较为集中的后半段进行覆膜处理；对于综合热分析结果以及行波管理论两方面而设计的环T型夹持结构，利用MTSS计算其色散特性、耦合阻抗，对比不同尺寸对高频参数的影响，进而确定各组件的具体尺寸，并对该新型夹持结构进行形变分析。关键词：慢波结构，热仿真，高频参数，ANSYSIABSTRACTABSTRACTTravelingwavetube(TWT)a

8、stheapplicationofthecurrentmilitaryequipmentist