行波管多級降壓收集極輔助設(shè)計(jì)計(jì)算及其次級電子研究.pdf

1、行波管(TWT)廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通訊、廣播、電子戰(zhàn)、高功率微波武器研究、高能物理、電子對抗等各種電子設(shè)備中，是一種非常重要的微波器件。在行波管中，電子交給高頻場動(dòng)能，而電子注與行波場的相互作用又要求維持同步條件，因而電子的效率比較低。采用多級降壓收集極(MDC)是提高行波管效率的重要方法。計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算和輔助設(shè)計(jì)方法在降壓收集極分析設(shè)計(jì)中起著重要的作用。本論文是基于提高行波管收集極效率來提高整管效率，借助于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件對軸對稱結(jié)構(gòu)

2、降壓收集極設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。論文中深入分析了多級降壓收集極的工作原理，借助2.5維（2.5-D）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)了帶有再聚焦系統(tǒng)的四級降壓收集極,并考慮了次級電子的影響，比較真實(shí)地模擬計(jì)算多級降壓收集極和再聚焦區(qū)的性能，為行波管整管效率的提高提供了保證。
　　論文的主要內(nèi)容概括如下：
　　在第一章概述中，首先介紹了行波管及其發(fā)展情況，接著介紹了多級降壓收集極和效率問題,分析了提高效率的方法。介紹了多級降壓收集極的計(jì)算機(jī)模擬

3、的研究情況。
　　第二章從分析互作用后電子能量分布入手，分析多級降壓收集極的工作原理、再聚焦原理和次級電子的影響。定義了收集極效率的概念。
　　第三章介紹了多級降壓收集極模擬計(jì)算涉及的物理方程。由于研究的是軸對稱結(jié)構(gòu)，所以可以簡化為二維問題；介紹了模擬計(jì)算的核心問題：電子運(yùn)動(dòng)方程的推導(dǎo)和求解。介紹了數(shù)值計(jì)算方法，包括靜電磁場的數(shù)值計(jì)算、在靜電靜磁場中電子運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)值計(jì)算、空間電荷密度的數(shù)值計(jì)算和空間電位分布的數(shù)值計(jì)算；介紹

4、了邊界處理方法。介紹了多級降壓收集極模擬中對次級電子模擬的研究情況。分析了次級電子發(fā)射的特性，在模擬中將次級電子近似分為真實(shí)次級電子和反射的原電子分別處理。
　　第四章介紹了模擬計(jì)算程序的流程和輸入輸出。在考慮真次級電子和反射原電子情況下，借助軟件設(shè)計(jì)了帶有再聚焦系統(tǒng)的四級降壓收集極，并選用了幾種電極材料進(jìn)行模擬，比較了考慮和不考慮次級電子以及電極材料對計(jì)算結(jié)果的影響。最后對設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析和總結(jié)。
　　最后給出本文所