行波管降压收集极的研究及热分析

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1、电子科技大学硕士学位论文行波管降压收集极的研究及热分析姓名：王军峰申请学位级别：硕士专业：电子科学与技术指导教师：宫玉彬20090501摘要行波管(孙ⅣT)广泛应用于雷达、通讯、广播、电子战、高功率微波武器研究、高能物理、电子对抗等各种电子设各中，是一种非常重要的微波器件。在行波管中，电子交给高频场动能，而电子注与行波场的相互作用又要求维持同步条件，因而电子的效率比较低。采用多级降压收集极(MDC)是提高行波管效率的重要方法。计算机模拟计算和辅助设计方法在降压收集极分析设计中起着重要的作用。木论文是基于提高行波管收集极效率来提高整管效率，借助于计算机辅助设计软件对轴对称

2、结构降压收集极设计进行研究。论文中深入分析了多级降压收集极的工作作原理，借助2．5维计算机辅助设计软件设计了带有再聚焦系统的四级降压收集极，最后用ANSYS软件对设计的降压收集极进行了稳态热分析和热应力分析。论文的主要内容概括如下：第一章介绍了论文研究背景，接着介绍了收集极和热分析的国内外相关发展动态。第二章从介绍行波管原理入手，介绍了多级降压收集极的工作原理，其中探讨磁场了再聚焦技术和二次电子发射问题，然后介绍了热分析涉及到的相关公式和边界条件。第三章从收集极涉及到的方程入手，推导收集极内场方程。通过ORION软件对螺旋线慢波结构注波互作用进行仿真得出大信号互作用的结

3、果，以此结果为入口条件，设计多级降压收集极，同时对再聚焦磁场进行设计优化，对收集极的电位和结构不断优化。第四章对多级降压收集极进行稳态热分析和热应力分析，对不同数目散热片和不同散热结构进行讨论，最后进行热应力分析，可知道形变最大的位置和第一主应力的大小，从而指导收集极的改进工作。最后一章是对所做工作的总结和对进一步研究提出建议。关键词：多级降压收集极，再聚焦磁场，ANSYS，热分析ABSTRACT111etravelingwavetube(呷isanimportanthigh-powermicrowaveres01．u-ce，whichhasbeenappliedinm

4、anyfields．InmRFfieldextractsenergyfromtheelectronbeam．乃eelectronbeammustinteract渤thetravelingwavefieldattheapproximatespeed，SOthattheelectroniceffieieneyismuchlower．Themultistagedepressedcollector(MDC)isanimportantmethodofimprovingtheTWrl．efficiency．Simulatingtheelectronicdevicesbycomput

5、ers，canmakethedesigncosteffectiveandreducetherepetitioninthefabricationprocess．ThescopeofthisisconcernedwiththestudyandsimulationofMDCtoimprovetheefficiency．AMDCwinlarefocusingsystemissimulatedwiththehelpof2．5一dimensionalsottware．ThenthereisathermalanalysisofTWT’SMDCwithANSYS．Chapter1int

6、roducesthispaper’sresearchbackgroundandthedevelopmenthistoryofMDCandthermalanalysisallovertheworld．Chapter2introducesTWrT’StheoryandtheprincipleofMDC．Refocusingsystemandtheinfluenceofthesecondaryelectronsareanalyzed．Inthischapter,Wealsointroducethethermalanalysis’Sformulaandboundarycondi

7、tions．Inchapter3，wededucethefieldequationoftheMDC，andthensimulatetheactionbetweenelectronbeamandhighfrequencyelectromagneticfieldbytheORIONsoft．rnlesimulatedresultisentrancecondition,andthenWCdesignMDCwithrefocusingsystem．Chapter4introducesthermalanalysisandthermalstressa