径向磁化永磁磁路设计研究

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1、摘要永磁磁路系统研究是当今微波管设计的重要组成部分，本文主要从理论、计算模拟和实验三方面对永磁磁路设计进行了研究及分析。本文首先阐述了磁路计算及设计的基本要求，利用分析轴向水磁生磁路理论的方法，推导出了求解径向磁化磁路的理论方程，应用有限差分法，编制了计算程序，对磁路的磁场进行了模拟；然后利用比较成熟的计算磁路盈兹场软件FEMM作深入研究，考虑了影响磁路磁场的多种因素，得出了大量数据和曲线，给出了几组比较合理的磁路结构，可供实验的参考；最后，结合本实验室条件，对现有永磁体磁路进行了冷测，将测试结果和计算模拟结果作了比较，并进行了讨论和分析。关键词：

2、径向磁花：永磁体；磁∥；有限差分癌；EMM；冷钡i／电子科技大学硕士论文ABSTRACTThepermanentmagneticcircuitISimportantformodemmicrowavetubedesign．Inthispaperthepermanentmagneticcircuitdesignisresearchedandanalysedbytheory,calculationalsimulationandexperiment．First，wemakethebasicneedofmagneticcircuitclearly,prese

3、ntthetheoryformulationforpermanentmagneticcircuitofradialpolarizationusingthemethodofanalyzingthetheoryofmagneticcircuitofaxispolarization，andprogramthecalculationalprogrammetosimulatethemagneticfieldofmagneticcircuitapplyingfinitedi髓rencemethod．Thenwecontinuetostudyusingthead

4、ultsoftofFEMMofcalculationmagneticcircuitmagneticfield，considermanyfactorsaffectingit，getagreatlotofdataandcurves，givesomebettermagneticcircuitstructuresforreferenceatOurlaboratory．Intheend，withtheconditionofOurlab，wemea．surethepermanentmagneticcircuitcompleted，thentheexperime

5、ntalandcalculationalsimulationresultshavebeendiscussedandanalyzed．KeyWord：radialpolarization；permanentmagnet；magneticcircuit；finitedifference；FEMM；coldtestII电子科技大学硕士论文第一章绪论磁系统在高功率微波器件中有着重要的应用，因此，首先回顾一下高功率微波源的发展状况。§1．1引言由于雷达在第二次世界大战中起了重要作用，促进了微波技术的发展。随后微波器件相继问世，发明了速调管和磁控管I、】等，立

6、即被应用于雷达和防空技术。五十年代以后，电视广播、微波通信和微波工业加热开始广泛采用大功率微波器件。特别是在无线电侦察、干扰与抗干扰等电子对抗技术中，应用各种波段的宽调谐、低噪声行波管，电调谐磁控管，快速调谐或捷变频磁控管等。在六十年代，伴随着脉冲功率的引入使电子技术得到扩展，开始涌现出一些相对论的高功率微波源，包括相对论磁控管，相对论返波管，相对论速调管，虚阴极振荡器及多波契伦柯夫发生器等。高功率微波源目前发展的重点在于提高功率、能量和效率并达到更宽的频段，以达到实际应用的需要。近几年，高功率微波(HPM)技术的研究一直受到世界各国的高度重视，人

7、们对这一研究热点的兴趣持续未减，在各方面投资的支持下，由于多种应用的需求，其中包括粒子加速器、受控热核反应，磁约束聚变的等离子体加热和高功率雷达等，极大的促进了高功率微波源的研究发展。目前，HPM己趋向实用化，美国和前苏联己制订了全面的研究计划，欧洲、日本和中国也进行了有效的研究。正是由于这种世界性的重视，使得高功率技术获得了长足的进展，同时使高功率和高能量输出成为可能。正是因为微波输出的高功率和高能量特点，才使得HPM技术在定向能武器、射频电子直线加速器、激光泵浦、功率聚焦传输、微波促进化学反应以及高功率雷达等方面有了更广泛的应用前景。§1．2相

8、对论磁控管的发展及现状在微波器件中，磁控管是一种重要的高功率微波源。1913年，ArthurHull发明了磁控管。本世纪二