大功率耦合腔行波管兩級(jí)降壓收集極的研究.pdf

1、本論文主要介紹了正在研制中的X波段，脈沖輸出功率20kW，大工作比的耦合腔型脈沖行波管所采用的兩級(jí)降壓收集極的CAD分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)際的研制結(jié)果。
　　 首先，論文分析了2.5維軟件包模擬的行波管輸出端96根電子軌跡的半徑，軸向、徑向速度分布情況。根據(jù)國內(nèi)外文獻(xiàn)介紹的再聚焦磁場預(yù)設(shè)計(jì)方法，確定出再聚焦段的磁感應(yīng)強(qiáng)度值及對(duì)應(yīng)的漂移長度，使用2.5維軟件包計(jì)算得到經(jīng)過再聚焦的96根電子軌跡的半徑，軸向、徑向速度，從而判斷再聚焦段對(duì)

2、電子注層流性的改善情況。由此進(jìn)入降壓收集極區(qū)，對(duì)96根電子軌跡的飛行能量（等效電位）進(jìn)行分類。通過降壓區(qū)的減速場作用，96根電子軌跡由各降壓電極收集，達(dá)到最大的收集極效率。CAD分析的目標(biāo)是保證X波段耦合腔型脈沖行波管在20kW功率輸出時(shí)總效率超過30％，從而滿足整機(jī)要求。
　　 其次，論文完成了幾種基于2.5維軟件包模擬分析的兩級(jí)降壓收集極光學(xué)尺寸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并完成了最終確定結(jié)構(gòu)的兩級(jí)降壓收集極的熱分析。
　　 在此基

3、礎(chǔ)上，論文進(jìn)行了裝管試驗(yàn)，經(jīng)測試得到了收集極各電極耐壓大小、電流分配比例、收集極效率等參數(shù);通過改變冷卻液流速大小對(duì)行波管散熱進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明，研制的大功率耦合腔行波管兩級(jí)降壓收集極達(dá)到了如下水平:
　　 1)良好的降壓百分比
　　 以某一種加電情況為例，陰極電壓24.4kV，陰極電流4.77A，第一降壓收集極對(duì)陰極電壓為17kV，相對(duì)陰極降壓百分?jǐn)?shù)為17/24.4=69.7％;第二降壓收

4、集極對(duì)陰極電壓為11.3kV，相對(duì)陰極降壓百分?jǐn)?shù)為11.3/24.4=46.3％。這和國外產(chǎn)品是相近的。
　　 2)良好的電流分配比
　　 兩級(jí)降壓收集極最差的電流分配情況，也能保持Ic1∶Ic2=1∶3，這樣就會(huì)保證有較高的收集極效率，從而易于達(dá)到行波管總效率大于30％的研制目標(biāo)。
　　 3)良好的散熱特性
　　 當(dāng)室溫為17攝氏度，水速為10升/分鐘，行波管的出水溫度為25攝氏度左右，而管體溫度小于4