检索结果-内蒙古大学图书馆

空间行波管是星载转发器和星载合成孔径雷达(SAR)发射机的关键部件，具有高效率、高可靠、长寿命等优点，在现代军事电子装备中发挥着不可替代的重要作用。随着空间技术的快速蓬勃发展，空间行波管正朝着高频段、高功率和小型化的方向发展。栅控电子枪是在电子枪的阴极组件附近增加网型栅极，并通过在栅极上施加正负直流脉冲电压的方式来控制阴极电子的发射和截止。与其它类型脉冲行波管相比较，栅控脉冲行波管电源调制器电压相对较低，EPC体积相对较小，重量相对较轻，在环境卫星、微波遥感卫星、海洋卫星、轻型SAR等军民用卫星系统中有着广泛的应用需求。栅控脉冲空间行波管在使用过程中不仅要承受各种机械冲击、振动和温度等各种环境应力的考验，而且在使用周期内不能存在栅发射、栅打火等可靠性问题。因此，在现阶段栅控脉冲行波管在我国卫星系统中用量较少。本文通过理论分析、计算机数值模拟、实际测试和试验验证相结合对栅控脉冲空间行波管可靠性开展了研究，满足卫星用栅控脉冲行波管可靠性要求。\n 本研究主要内容包括：⑴在保证电子枪流通率的前提下，通过减少栅丝数量和栅网厚度，减少栅截获;将阴影栅与阴极从原来的一体式改为分体式，加大控制栅和阴影栅的距离，降低了栅网温度，同时减少了发射物质蒸散到栅网的概率，有效解决了栅发射和栅打火问题；⑵通过优化设计，研制出了一种实用化高效率、高可靠、小型化栅控电子枪，阴极温度为1050℃时热子加热功率由10.1W降低为6.3W，降低37.6％，阴极组件长度由原来的19.5mm缩短为10.76mm，缩短44.8％，电子枪长度由原来的28.6mm缩短至21.8mm，缩短23.8％；⑶设计了一把栅控脉冲电子枪用于寿命试验，目前寿命累计超过19680小时。根据外推法，预计在电流密度为2.58A/cm2，阴极工作温度1020℃时，预测寿命大于8.9万小时（约10年），可以满足5年以上的寿命要求；⑷对X波段栅控脉冲空间行波管输出结构进行了可靠性研究，按分析结果消除了薄弱环节，增强了耐冲击能力，冲击状态下的结构强度安全裕度提高了23倍；⑸通过优化收集极过渡区磁场，抑制了返流，提高了回收效率，降低了收集极的热耗，提高收集极的可靠性。

关键词：星载行波管行波管设计输出结构网型栅极

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平面格栅慢波结构高频特性及注波互作用的研究

平面格栅慢波结构高频特性及注波互作用的研究

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作者：谢文球中国科学院大学

学位级别：博士

与微加工工艺兼容的平面格栅全金属周期慢波结构与带状电子注互作用有望在毫米波乃至太赫兹波段产生高功率输出。与单排栅和对称双栅相比，交错双栅通过将对称双栅的上下两排栅进行错位，有效地增强了电子注通道中的纵向场分量，且拓宽... 详细信息

与微加工工艺兼容的平面格栅全金属周期慢波结构与带状电子注互作用有望在毫米波乃至太赫兹波段产生高功率输出。与单排栅和对称双栅相比，交错双栅通过将对称双栅的上下两排栅进行错位，有效地增强了电子注通道中的纵向场分量，且拓宽了基模工作带宽，在高频率大功率行波管和返波振荡器中很有应用前景。因此，针对平面格栅特别是其中的交错双栅开展理论分析、仿真模拟和实验具有重要意义。\n 本研究主要内容包括：⑴建立任意槽平面格栅高频特性的理论模型。利用系列矩形阶梯逼近槽轮廓，借鉴耦合阻抗中关于空间谐波有效电压的定义，引出槽中高次本征驻波项的横向导纳计算式，然后运用场匹配和导纳匹配相结合的方法，推导出“冷”色散方程和耦合阻抗计算式，在此基础上，将带状电子注引入慢波结构，导出描述线性注波互作用的“热”色散方程。⑵在格栅、慢波周期和电子注通道的尺寸取值相同条件下，利用全波电磁仿真软件CST-MWS对比分析单排栅、对称双栅以及交错双栅的电磁场分布特性和高频特性（色散、耦合阻抗和欧姆损耗）;利用理论模型对任意槽交错双栅高频特性进行数值计算，并与HFSS仿真值进行对比，验证理论模型的正确性;设计W波段矩形槽交错双栅结构色散特性的测试方案，加工实物，给出测试结果，并与理论计算值和软件仿真结果对比。⑶建立描述平面格栅与带状电子注互作用的三维非线性参数化理论模型。基于行波管和返波振荡器中慢电磁行波的周期传输特性、坡印廷定理、电子运动方程以及相对论原理，导出三维场论大信号自洽微分方程组。通过傅立叶展开式将时域中的电流变换为与频率相关的交流电流分量，引入等离子体粒子模拟的方法，求解离散化的带有群聚电流的亥姆霍兹方程，获得交流空间电荷场的三维数值解。将理论模型运用于W波段交错双栅带状注行波管和1.03THz单排栅返波振荡器，计算结果和时域三维PIC粒子模拟软件CST-PS的仿真值进行对比，验证模型的准确度。⑷设计与模拟太赫兹带状注交错双栅行波管和返波振荡器互作用系统。基于理论模型设计慢波结构参数，提出一种紧凑的输入/出耦合器，在宽频带范围内实现交错双栅与输入/出矩形波导的良好匹配，并实现高频互作用系统与电子枪和收集极的良好信号隔离，基于CST-PS进行互作用系统的PIC粒子模拟。

关键词：高频行波管行波管设计慢波结构平面格栅

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星载行波管热效率与可靠性技术研究

星载行波管热效率与可靠性技术研究

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作者：李鑫伟中国科学院大学

学位级别：博士

星载行波管具有宽频带、高增益、高功率和多模式工作等优点，广泛应用于卫星通信、精密制导、星载雷达和电子对抗，在现代军事电子装备中显示出不可替代的重要作用。随着空间技术的迅猛发展，星载行波管正朝着高效率、高可靠、长寿命和... 详细信息

星载行波管具有宽频带、高增益、高功率和多模式工作等优点，广泛应用于卫星通信、精密制导、星载雷达和电子对抗，在现代军事电子装备中显示出不可替代的重要作用。随着空间技术的迅猛发展，星载行波管正朝着高效率、高可靠、长寿命和小型化的方向迈进，这就要求它的阴极热子组件具备更高的热效率，更加稳定可靠的工作状态，可承受更严酷的振动试验，以及更小的体积和重量。本文采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法重点对星载行波管阴极热子组件热效率与可靠性关键技术开展了研究，以满足星载行波管的发展需求。\n 本研究主要内容包括：⑴针对某星载行波管阴极热子组件结构的热学特性开展了研究。依据已有的点焊热接触理论模型，提出了一种实用的接触热阻估算方法，并利用ANSYS有限元软件建立和模拟了阴极热子组件结构热模型。设计和完成了阴极热子组件结构温测实验，获取了不同热子加热功率下结构由内到外的温度场分布。采用实验-模拟相结合的研究方法，得到了结构的关键参数接触热阻值，并优化了阴极热子组件结构热模型。研究结果表明:优化后的热模型阴极温度计算误差在5％以内。⑵针对某星载行波管阴极热子组件结构开槽方案开展了研究。数值计算了阴极支持筒的开槽方案及关键开槽参数与阴极热子组件结构热效率、力学可靠性之间的关系，讨论了结构开槽方案的设计方法和思路。对阴极热子组件结构的开槽方案进行了优化设计，研究结果表明，在阴极正常工作时，阴极热子组件结构的热子加热功率降低了15.2％，且新结构满足力学可靠性的要求。⑶为满足某X波段脉冲星载行波管高效率、高可靠、快速启动、小型化的需求，对其栅控电子枪结构进行了热、力双目标优化设计。研究结果表明:新电子枪结构阴极加热功率由10.5W降低为8.2W，相同热子加热功率(10.1W)下的阴极预热时间由169s缩短为65s，它的体积减小了44％，且新电子枪结构通过了力学试验测试，实验结果与模拟结果基本一致。⑷对某X波段脉冲星载螺旋线行波管螺旋线过盈装配技术进行了研究。建立了过盈装配的数学和物理模型，模拟计算了该螺旋线行波管在螺旋线-夹持杆-管壳冷挤压装配时的挤压安全范围及成功装配概率，以指导实际工程操作。此外，又讨论了管壳尺寸对安全装配的影响，为相近型号的螺旋线行波管装配操作提供了参考。⑸对某X波段脉冲星载行波管整管力学可靠性开展了研究，数值模拟了整管的力学特性，并进行了力学试验，试验结果与模拟结果基本一致。

关键词：星载行波管行波管设计阴极组件热阻估算

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小型组合式多螺旋线行波管波注互作用分析

小型组合式多螺旋线行波管波注互作用分析

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作者：印中举东南大学

学位级别：硕士

螺旋线行波管具有高功率、高效率、宽频带、动态范围大、可多模工作等优点，被广泛应用于雷达、卫星、电子对抗等系统中。随着科技发展以及军事战争需求的增加，螺旋线行波管正朝着高频率、小型化、集成化的方向不断发展。本文针对小型... 详细信息

螺旋线行波管具有高功率、高效率、宽频带、动态范围大、可多模工作等优点，被广泛应用于雷达、卫星、电子对抗等系统中。随着科技发展以及军事战争需求的增加，螺旋线行波管正朝着高频率、小型化、集成化的方向不断发展。本文针对小型组合式多螺旋线行波管，研究其高频特性及一维非线性波注互作用的理论分析模型，为进一步研究该管性能奠定了理论基础。主要内容包括：\n ⑴针对多螺旋线行波管离散分布的扇形慢波结构，提出了基于角度关系的不等径扇区等效组合模型，基于CST软件对比验证该等效模型的准确性。基于螺旋带以及无限多无限薄翼片加载模型，分析了等效模型的高频特性，给出该结构的色散特性和耦合阻抗表达式。通过仿真分析，对比验证了理论分析的准确性，并定性分析了组合式多螺旋线行波管结构参数变化对高频特性的影响。结果表明，减小金属管壳与螺旋线之间距离或者增大夹持杆介质的相对介电常数都可以改善行波管的色散特性，耦合阻抗则会有所降低。基于CST软件，研究了该螺旋线加载金属翼片时其高频特性的影响，结果表明金属翼片加载能明显改善该高频系统的色散平坦性，但会导致耦合阻抗较大幅度的降低。\n ⑵将多螺旋线慢波结构沿角向分割，建立了非均匀电子注角向离散分析模型，给出了适用于任意形状电子注空间电荷场的表达式。将传统一维CHRISTINE射频场和电子运动方程与非均匀电子注角向离散模型理论相结合，构成了计算多螺旋线行波管中波注互作用的一维非线性方程组。由一维非线性理论出发，计算电子相位方程的二阶导数，忽略电子注速度的变化，由非线性理论退化得到波注互作用的一维小信号计算方程组。\n ⑶以某C波段行波管给出的验证后的结果为例，基于以上提出的理论模型分析了其输出特性，验证了本文所建立理论模型的正确性。以椭圆形分布电子注为例，通过一维非线性理论模型分析了多螺旋线组合式行波管输出特性与其工作参数之间的关系。结果表明，随着电子加速电压的增大，行波管工作频带往低频段移动，输出信号功率增大，工作带宽变窄;行波管长度对其输出功率影响较大，过短会导致信号不能得到充分的放大，过长则会导致过饱和现象而使得输出功率降低。

关键词：螺旋行波管慢波结构耦合阻抗行波管设计

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毫米波休斯型耦合腔行波管高频系统

毫米波休斯型耦合腔行波管高频系统

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作者：曹微微合肥工业大学

学位级别：硕士

随着耦合腔行波管工作频率逐步延伸到毫米波波段，其结构本身所具有的特点(如散热能力强、工作电压高的特点，可获得较大的平均功率和脉冲功率;结构简单，适于采用周期永磁聚焦(PPM)等)更加突出;同时，慢波结构的尺寸非常精细，这给设... 详细信息

随着耦合腔行波管工作频率逐步延伸到毫米波波段，其结构本身所具有的特点(如散热能力强、工作电压高的特点，可获得较大的平均功率和脉冲功率;结构简单，适于采用周期永磁聚焦(PPM)等)更加突出;同时，慢波结构的尺寸非常精细，这给设计工作带来了很大的难度。因此在设计开发中，为了降低研究成本，缩短开发研究周期，提高设计的成功率，计算机程序精确模拟具有非常重要的意义。在行波管设计行业中，计算机模拟技术可以应用到行波管设计的每个环节中。本文主要是使用行波管模拟软件，研究毫米波行波管高频系统的冷测特性，模拟和分析周期永磁聚焦结构的聚焦特性，即电子注在周期永磁聚焦系统中的运动，利用切比雪夫多节阻抗变换器设计原理，为耦合腔行波管设计输入输出系统，研究注.波互作用的仿真方法，模拟并分析耦合腔行波管注-波互作用特性。

关键词：毫米波行波管耦合腔行波管作用特性仿真方法互作输出系统设计原理阻抗变换器多节切比雪夫运动电子聚焦特性磁聚焦结构分析周期高频系统模拟软件环节行波管设计应用

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3mm连续波复合腔回旋管研究

3mm连续波复合腔回旋管研究

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中国电子学会真空电子学分会第十七届学术年会暨军用微波管研讨会

作者：王丽蒙林彬牛新建李宏福电子科技大学高能电子学研究所成都 610054

本文对3mm波段的连续波回旋管进行了研究，设计了电子注性能良好的电子光学系统，获得电子注速度比为1.4，速度零散为4.7％，对复合腔回旋管高频结构进行了优化，在电压39kV，电流8A的情况下，获得28％的互作用效率。

关键词：回旋行波管磁控电子枪注波互作用行波管设计

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