某脈沖磁控管電參數(shù)與熱性能的分析與優(yōu)化仿真.pdf

1、磁控管是微波能應(yīng)用中的一種重要的微波功率源，其為重入式諧振型正交場(chǎng)振蕩器。它相對(duì)于其他真空功率源具有體積小、重量輕、工作電壓低、效率高等特點(diǎn)，并且由于其工作可靠、成本低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在軍事、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療等方面。磁控管自二十世紀(jì)二十年代被發(fā)明以后，就得到了廣泛的研究，尤其是在二戰(zhàn)期間，由于雷達(dá)的開始應(yīng)用，磁控管也得到了迅猛的發(fā)展。先后出現(xiàn)了同軸磁控管、注入鎖頻磁控管、捷變頻磁控管等。某ku波段脈沖磁控管是為用戶研制的微波功率源，在

2、研制過程中利用 HFSS、ANSYS軟件對(duì)磁控管的電參數(shù)與熱性能分別進(jìn)行了分析與優(yōu)化仿真，從而大大提高了磁控管的工作可靠性，縮短了設(shè)計(jì)周期。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)磁控管互作用空間尺寸進(jìn)行了計(jì)算和選??；利用FSS高頻仿真軟件建立諧振系統(tǒng)的仿真模型，并對(duì)不同深度比的諧振系統(tǒng)進(jìn)行仿真，得出最優(yōu)化的諧振腔尺寸；對(duì)諧振系統(tǒng)加入極靴，仿真極靴的加入對(duì)磁控管振蕩頻率及模式分隔的影響，然后通過仿真優(yōu)化，并得出最優(yōu)化的的極靴形狀；⑵對(duì)磁控管

3、的能量輸出系統(tǒng)進(jìn)行了介紹。首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇了雙脊波導(dǎo)做為阻抗變換器，并通過經(jīng)驗(yàn)公式確定其具體尺寸。然后選擇圓盒形窗為能量輸出窗，利用HFSS高頻仿真軟件建立仿真模型，對(duì)不同的輸出窗尺寸進(jìn)行仿真計(jì)算，經(jīng)過不斷優(yōu)化，選擇最優(yōu)傳輸性能及端口駐波的模型尺寸；⑶對(duì)磁控管諧振系統(tǒng)進(jìn)行了熱性能分析計(jì)算，用 ANSYS仿真軟件對(duì)其進(jìn)行熱仿真，確定其是否具有合適熱性能分布，然后進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證；選擇適當(dāng)?shù)年帢O組件類型，并利用ANSYS仿真軟件建立仿真模型