W波段EIK電子光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與模擬.pdf

1、W波段是毫米波大氣“窗口”,其頻率在微波和光波之間,具有微波和紅外的特點(diǎn),現(xiàn)已在雷達(dá)、通信、制導(dǎo)等方面得到廣泛應(yīng)用。在大功率容量級方面,電真空器件由其功率容量大,使用壽命長等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用,其中尤以擴(kuò)展互作用速調(diào)管(EIK)具有高功率、高效率、高增益和自激振蕩易于仰制的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用前景廣泛。
　　擴(kuò)展互作用速調(diào)管(EIK)主要組成可分為電子光學(xué)系統(tǒng)、高頻系統(tǒng)、輸出輸入系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)四部分。擴(kuò)展互作用速調(diào)管的能量是由電子注的能量轉(zhuǎn)化而來

2、,因此電子注的電壓及電流密度、注腰半徑以及電子注的層流性決定速調(diào)管的輸出功率,電子光學(xué)系統(tǒng)的研究在擴(kuò)展互作用速調(diào)管的設(shè)計(jì)中具有重要的意義。電子光學(xué)系統(tǒng)主要是有電子槍、磁聚焦系統(tǒng)和收集極三部分組成,其主要是研究電子注在電子槍中的形成,并在高頻系統(tǒng)的束通道中穩(wěn)定傳輸以及在收集極中的發(fā)散情況。
　　本文對W波段擴(kuò)展互作用速調(diào)管(EIK)電子光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行研究,其具體參數(shù)為:導(dǎo)流系數(shù)P為0.1449,電子注的電流0.35A,注腰半徑rw為0

3、.3mm,電子注的傳輸長度大于50mm。其技術(shù)指標(biāo)具有電子注電壓高、電流密度大、注腰半徑小及傳輸長度長的特點(diǎn)。高電流密度電子注的形成、聚焦以及在高頻系統(tǒng)中穩(wěn)定傳輸成為設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)。本文采用收斂pierce電子槍,首先在理論上對電子注的形成、聚焦及傳輸進(jìn)行研究。其次采用迭代綜合法得出電子槍的初始參數(shù),將初始參數(shù)代入到二維ORION軟件中對陽極和聚焦極進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后將二維ORION軟件計(jì)算出的電子槍結(jié)構(gòu),在三維CST軟件對其進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化,