行波管電子光學(xué)系統(tǒng)CAD技術(shù)研究.pdf

1、該學(xué)位論文工作在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軟件包研究"和總裝備部軍事電子預(yù)研"十五"重點(diǎn)項(xiàng)目"微波管CAD設(shè)計(jì)技術(shù)研究"的資助下,對(duì)行波管電子光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了全面和深入的研究.將粒子模擬方法引入到電子光學(xué)系統(tǒng)的分析研究中,使用全三維電磁軟件MAFIA建立了行波管電子光學(xué)全系統(tǒng)的三維靜電PIC模型.按照軟件工程方法學(xué)方法,結(jié)合面向?qū)ο蠹夹g(shù)的最新發(fā)展以及行波管電子光學(xué)基本物理模型,開發(fā)了行波管電子光學(xué)系統(tǒng)CA

2、D軟件并集成進(jìn)"寬帶大功率行波管CAD軟件包"中,為電子光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化奠定了基礎(chǔ).該論文的主要工作和創(chuàng)新之處在于:1、研究了強(qiáng)流電子光學(xué)問題的基本方程組和數(shù)值求解方法.對(duì)旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱系統(tǒng)軸坐標(biāo)系下的靜電場、靜磁場物理模型和物理方程,考慮空間電荷效應(yīng)和相對(duì)論效應(yīng)的電子運(yùn)動(dòng)方程和軌跡方程進(jìn)行了深入分析.2、從電子光學(xué)系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)系統(tǒng)深入分析了行波管電子槍、周期永磁聚焦系統(tǒng)和多級(jí)降壓收集極.3、論文深入分析了以EGUN為代表的傳統(tǒng)電子軌

3、跡程序模擬電子光學(xué)系統(tǒng)的模擬方法和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)思想,指出了該方法存在的不足和缺陷.4、電子槍模擬的關(guān)鍵在于如何以適當(dāng)?shù)姆椒◤年帢O發(fā)射電子,論文采用陰極等效溫度和離散化發(fā)射角和能量級(jí)建立了陰極熱電子發(fā)射模型,實(shí)現(xiàn)了電子槍的精確模擬.5、論文模擬了周期永磁聚焦系統(tǒng)中的場分布特性和電子注靜態(tài)傳輸特性,討論了磁場強(qiáng)度、磁場端部效應(yīng)、橫向速度分布和"過渡區(qū)"匹配對(duì)電子注聚焦性能的影響,為PPM聚焦系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了有價(jià)值的模擬結(jié)果.6、多級(jí)降

4、壓收集極效率是制約整管效率提高的重要因素,引起了各制管單位的高度重視.7、論文提出了建立包括電子槍、周期永磁聚焦系統(tǒng)在內(nèi)的一體化電子光學(xué)模型,使用PIC模擬研究電子注在整管中的靜態(tài)傳輸性能的方法.8、論文系統(tǒng)地運(yùn)用面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)、科學(xué)計(jì)算可視化方法和軟件工程學(xué)思想開發(fā)了行波管電子光學(xué)系統(tǒng)CAD軟件,可實(shí)現(xiàn)從電子槍、周期永磁聚焦系統(tǒng)到多級(jí)降壓收集極的全面模擬和設(shè)計(jì).9、論文根據(jù)有限元系數(shù)矩陣特征采用等帶寬數(shù)據(jù)壓縮存取技術(shù)實(shí)現(xiàn)了有限元數(shù)據(jù)