C波段250kW陶瓷窗研制

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1、密级硕士学位论文作者姓名：逝盒垫指导教师：割直垄班塞虽主国整堂瞳笠彦王佳毖堡班嚣压学位类别：工程亟±学科专业：撞剑工程培养单位：主垦整堂瞳金目B塑廑整兰班宜睦2013年5月l

2、IllllIlllllUlllllllIllIY2431515ByTangYunyingADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofControlEngineeringHefeiInstitut

3、esofPhysicalScience，ChineseAcademyofSciencesApril，2013学位论文原创性声明郑重声明：本人呈交的学位论文《C波段250kW陶瓷窗研制》，是在导师的指导下，进行研究工作取得的成果。论文中所有数据、图片资料均真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有的著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位，本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。本人签名：边包垫日期：丝j曼：圭：鳖致谢首先我要衷心的

4、感谢我的导师刘甫坤研究员。师从刘老师的三年里，刘老师兢兢业业的工作热情、精益求精的工作作风和严谨认真的治学精神深深地感染和激励着我，使我受益匪浅。感谢刘老师在学术研究一I-．的悉心教导，以及在思想、生活上给我无微不至的关怀。在此谨向刘老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意!感谢单家方研究员三年来在我学习、工作和生活中给予的指导和关怀!感谢丁伯江研究员在学习工作中的帮助!感谢赵燕平主任和离子回旋其他所有老师对我的指导和关心!衷心感谢王晓洁老师在论文选题、研究和撰写过程中给予的指引和指导，三年的学习生涯，是您指引着我探讨科研的真谛，让我少走许多弯路，在此表示衷心的感谢

5、!同时感谢刘亮老师对我课题研究方面的指导。感谢赵连敏老师，您和蔼可亲的待人态度深深影响着我。感谢朱文华老师，您对待工作一丝不苟的精神让我很受启发。感谢低杂波课题组的胡怀传、侯永忠、周发薪、马文东、徐丽、王建等各位老师在高功率实验中的帮助!感谢徐显东、王茂、贾华、杨永、冯建强、程敏、吴大俊、万朵等老师在工作中给予的帮助!感谢韦维、吴则革、张磊、朱梁、?L--华、李妙辉等师姐师兄，在学术上给予有益建议和热心讨论，在日常生活中的照顾和关心；感谢徐伟业师弟在陶瓷窗低功率测试中的帮助；感谢尚家宇师妹在生活上的帮助和关心。感谢好友张小丹、朱黎黎、赵远哲、李美玲、车荣荣

6、、胡兵、唐杰、卢凌峰、李吉龙、黄燕、宋德勇，你们的友谊让我永久难忘，感谢你们让我的课余生活更加丰富多彩，愿我的朋友们事事顺利，一生平安。感谢研究生部吴海信、李贵明、常昱红、邵娴、叶海燕和张艳丽等各位老师对我的帮助，在此向他们表示衷心的感谢!最后，我要感谢我的父母，感谢男朋友余鹏程，感谢我的姐姐和弟弟。感谢你们在生活和精神上给予我默默的支持和关怀，正是因为有你们的理解、支持和鼓励，我才能安心学习，顺利完成学、lk。致谢II摘要低杂波电流驱动(LHCD)系统中，微波传输线的作用是将速调管放大器输出的微波能量馈送到耦合天线输入端口。陶瓷窗则是隔绝微波传输线中的充

7、气状态，以及与耦合天线相通的托卡马克真空室的一种微波器件。它让微波能量无反射地通过，起到能量传输和气体密封作用。文中介绍了LHCD系统中分别被称为薄片陶瓷窗和过模陶瓷窗的两种类型微波陶瓷窗，它们工作频率均为4．6GHz、功率容量均为250kW。运用HFSS电磁仿真软件分析其电磁性能，通过对结构尺寸的优化，得到最佳微波性能时的结构尺寸：运用ANSYS有限元分析软件对其热应力分布进行模拟，得到满足系统要求时的陶瓷片周围冷却水的水流量参考值。对加工出来的两种类型的陶瓷窗试验件分别进行低功率测试和高功率测试。综合比较两种类型陶瓷窗的优缺点，选择性能最佳、可以进行批

8、量生产的陶瓷窗类型。最后定型的陶瓷窗类型是带有打火监测装置的过模陶瓷窗。仿真结果和实验测试表明，微波性能良好，应力在陶瓷片能够承受的机械应力范围内，并且打火监测装置实时监测陶瓷窗内的打火现象，对陶瓷窗进行实时保护。关键词：LHCD；陶瓷窗；电磁性能；热应力IlI致谢Abs仃actAbstractInLowerHybridCurrenIDrive(LHCD)system，transmissionlinetransfersthemicrowaveenergyfromklystronamplifiertotheinputportoftheamenna．Ceram

9、icwindowisoneofthekeycomponentsin