微波管電子光學(xué)系統(tǒng)CAD技術(shù)研究.pdf

1、微波管是一種將帶電粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)槌哳l電磁場(chǎng)能的功率放大器件，廣泛用于數(shù)據(jù)通信、電子對(duì)抗、預(yù)警飛機(jī)、火控雷達(dá)、精密制導(dǎo)，在現(xiàn)代軍事電子裝備中顯示出不可取代的重要作用。微波管的研制涉及到電子光學(xué)、磁學(xué)、陰極電子學(xué)、微波電子學(xué)、電磁場(chǎng)理論、材料學(xué)、機(jī)械與熱分析諸多學(xué)科，工藝過(guò)程十分復(fù)雜。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，極大地促進(jìn)了微波管技術(shù)的進(jìn)步。同時(shí)，CAD已經(jīng)成為研制行波管的主要手段，提高微波管的設(shè)計(jì)能力，縮短開(kāi)發(fā)周期，減少整管硬件實(shí)驗(yàn)，改善

2、微波管性能，固化已有經(jīng)驗(yàn)，也愈來(lái)愈離不開(kāi)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。電子光學(xué)系統(tǒng)由電子槍、聚焦系統(tǒng)和降壓收集極三部分組成，內(nèi)容涉及電子注的產(chǎn)生、成形、維持和收集，是微波管的重要組成部分。電子光學(xué)系統(tǒng)提供的電子注質(zhì)量和相關(guān)參量從根本上決定了諸如效率、增益、工作穩(wěn)定性和噪聲特性等微波管的重要參量。采用計(jì)算機(jī)模擬和CAD技術(shù)是改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高電子注質(zhì)量的重要手段。 本論文工作延續(xù)總裝備部軍事電子預(yù)研“九五”重點(diǎn)項(xiàng)目“寬帶大功率行波管CAD技術(shù)

3、研究”，在總裝備部軍事電子預(yù)研“十五”重點(diǎn)項(xiàng)目“微波管CAD技術(shù)研究”和總裝備部軍事電子預(yù)研“十一五”重點(diǎn)項(xiàng)目“微波管CAD技術(shù)”的資助下，立題“微波管電子光學(xué)系統(tǒng)CAD技術(shù)研究”，對(duì)微波管電子光學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和CAD技術(shù)進(jìn)行了全面和深入的研究。采用現(xiàn)代軟件工程化思想結(jié)合面向?qū)ο蠓治鲈O(shè)計(jì)方法以及微波管電子光學(xué)基本物理模型，開(kāi)發(fā)和改進(jìn)了二維行波管電子光學(xué)系統(tǒng)各部件CAD軟件，其中包括電子槍模擬軟件UESTC_GUN、周期永磁聚焦系統(tǒng)模擬

4、軟件UESTC_PPM、多級(jí)降壓收集極模擬軟件UESTCMDC及電子光學(xué)一體化設(shè)計(jì)軟件UESTCEOS，研究軸對(duì)稱情況下的行波管電子光學(xué)系統(tǒng)器件工作狀態(tài)，并在國(guó)內(nèi)相關(guān)工廠和研究所推廣使用，為電子光學(xué)系統(tǒng)器件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了方便、準(zhǔn)確、快捷的工具。在此基礎(chǔ)之上，開(kāi)發(fā)了全三維有限元微波管電子光學(xué)系統(tǒng)模擬軟件EOS，主要模擬對(duì)象為微波管電子光學(xué)系統(tǒng)中常用器件，如軸對(duì)稱電子槍、柵控電子槍、多注電子槍、非軸對(duì)稱多級(jí)降壓收集極等，并進(jìn)行了大量測(cè)試