高性能收集極優(yōu)化設(shè)計(jì)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(dá)系統(tǒng)、微波通信、電子對(duì)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(shì)迅猛，但由于以上優(yōu)點(diǎn)，行波管的地位仍是不可動(dòng)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(jí)降壓收集極是實(shí)現(xiàn)行波管高效率的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此快速設(shè)計(jì)出高性能的收集極對(duì)于行波管的設(shè)計(jì)有著極其重要的作用。
　　收集極的設(shè)計(jì)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(jì)出來的卻鮮有提及。本文圍繞收集極的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出了完整的設(shè)計(jì)優(yōu)化流程，并利用微波管模擬器套裝軟件（MTSS）對(duì)這一流程進(jìn)行了驗(yàn)證。本論文的主要內(nèi)容有：
　　1.從電子進(jìn)入降壓收集區(qū)之后的運(yùn)動(dòng)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(chǎng)，接著講述了設(shè)計(jì)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(duì)收集極的整個(gè)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了詳細(xì)的分析，提出

3、了兩種設(shè)計(jì)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(jí)數(shù)并計(jì)算各級(jí)的初始電壓以及應(yīng)回收的電流大??；選擇簡(jiǎn)單的圓柱模型對(duì)電子軌跡進(jìn)行試探；根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定各級(jí)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(jí)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(jí)的初始長(zhǎng)度；然后根據(jù)收集極入口電子狀態(tài)計(jì)算得到的初值進(jìn)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(shí)中高性能收集極電子軌跡的特點(diǎn)