高性能收集極優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、行波管因高效率、低噪聲、寬頻帶、大功率而被大范圍應(yīng)用于雷達系統(tǒng)、微波通信、電子對抗和衛(wèi)星系統(tǒng)等領(lǐng)域。固態(tài)器件近些年來雖然發(fā)展態(tài)勢迅猛，但由于以上優(yōu)點，行波管的地位仍是不可動搖。效率是行波管的基本技術(shù)指標(biāo)，人們總是在不斷地追求高的效率，特別是在能量不易獲得的太空環(huán)境下。而多級降壓收集極是實現(xiàn)行波管高效率的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此快速設(shè)計出高性能的收集極對于行波管的設(shè)計有著極其重要的作用。
　　收集極的設(shè)計主要是模型形狀及尺寸的確定，然而模

2、型是如何一步步設(shè)計出來的卻鮮有提及。本文圍繞收集極的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提出了完整的設(shè)計優(yōu)化流程，并利用微波管模擬器套裝軟件（MTSS）對這一流程進行了驗證。本論文的主要內(nèi)容有：
　　1.從電子進入降壓收集區(qū)之后的運動著手，闡述了降壓收集極的工作原理。然后從收集極入口處的電子狀態(tài)著手講述了如何添加再聚焦區(qū)磁場，接著講述了設(shè)計過程中提高收集極效率應(yīng)該注意的要素以及二次電子的抑制手段。
　　2.對收集極的整個設(shè)計流程進行了詳細的分析，提出

3、了兩種設(shè)計流程。第一種稱為從無到有型，具體流程如下：根據(jù)收集極入口處的電子狀態(tài)選擇合適的級數(shù)并計算各級的初始電壓以及應(yīng)回收的電流大?。贿x擇簡單的圓柱模型對電子軌跡進行試探；根據(jù)計算結(jié)果確定各級可能產(chǎn)生的最大熱耗，再結(jié)合收集極的材料特性確定各級可能需要的散熱面積，根據(jù)尺寸要求選定徑向尺寸后便可確定各級的初始長度；然后根據(jù)收集極入口電子狀態(tài)計算得到的初值進行建模，觀察電子的軌跡走向；根據(jù)電子軌跡和性能參數(shù)結(jié)合現(xiàn)實中高性能收集極電子軌跡的特點