微波管電子光學系統(tǒng)數(shù)值模擬及CAD技術(shù)研究.pdf

1、微波管是現(xiàn)代通訊器件的核心部件，其中電子光學系統(tǒng)主要用于產(chǎn)生、聚焦、維持和收集電子。電子光學系統(tǒng)由電子槍、磁系統(tǒng)和收集極組成，涉及電磁學、陰極電子學、材料學、機械加工等諸多領(lǐng)域，且設計和制造過程相當復雜，研制周期很長。隨著計算機的應用和發(fā)展，模擬計算已成為一種高效的研究手段，可以有效地提高設計效率并節(jié)約開銷。所以，微波管電子光學系統(tǒng)計算機輔助設計是改進和優(yōu)化微波管電子光學系統(tǒng)的重要手段。
　　本論文對微波管電子光學理論進行了詳細的

2、研究，詳盡分析了電子的發(fā)射機制、電磁場的求解以及電子在電磁場中的運動，考慮了電子的熱發(fā)射和二次發(fā)射、空間電荷效應和相對論效應等因素的影響。同時對數(shù)值模擬理論也進行了深入的分析，分別討論了有限差分法和有限元法如何應用到微波管的電子光學系統(tǒng)模擬中，比較了有限元法中線性插值和二次插值的不同。另外，為了分析器件的瞬時效應引入了時域計算，為了提高計算速度提出了三維局部對稱計算技術(shù)。
　　本論文延續(xù)了總裝備部軍事電子預研“九五”重點項目“寬帶

3、大功率行波管×××研究”的工作，得到了總裝備部軍事電子預研“十五”重點項目“微波管×××研究”和總裝備部軍事電子預研“十一五”重點項目“微波管×××研究”的資助。通過對微波管電子光學系統(tǒng)理論和數(shù)值模擬方法的研究，采用面向?qū)ο蟮能浖O計思路，完成了二維有限差分模擬軟件：電子槍模擬軟件（UESTC_Gun）、周期永磁聚焦系統(tǒng)模擬軟件（ UESTC_PPM）和多級降壓收集極模擬軟件（UESTC_MDC），完成了二維和三維的有限元模擬軟件：電子