行波管電子槍動(dòng)力學(xué)可靠性分析.pdf

1、隨著真空電子技術(shù)的不斷發(fā)展，軍事電子工業(yè)和民用行業(yè)中對(duì)行波管性能的要求也越來(lái)越高。行波管作為高功率寬頻帶的微波源和重要的微波信號(hào)放大器在相關(guān)行業(yè)中具有不可替代的地位?，F(xiàn)代衛(wèi)星通信、空間通信、相控陣?yán)走_(dá)等技術(shù)的發(fā)展又從小型化、高壽命、高可靠性等方面對(duì)行波管提出了更高的要求。 大功率行波管具有大功率、高增益、寬頻帶和長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于雷達(dá)、電子對(duì)抗和通訊等國(guó)防重點(diǎn)工程.被譽(yù)為武器裝備的“心臟”。由于行波管的大功率和高頻率等特

2、性，目前還沒(méi)有任何其他的器件可以代替。行波管是應(yīng)用高頻電磁場(chǎng)與電子注進(jìn)行互作用的機(jī)理進(jìn)行工作的，而電子槍是行波管中產(chǎn)生電子注并使它成型的基本部件，電子槍的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定了槍體自身必須具有良好的抗振可靠性，否則結(jié)構(gòu)發(fā)生共振或振動(dòng)位移過(guò)量，就會(huì)導(dǎo)致行波管的失效。因此對(duì)行波管電子槍的研究具有非常重要的意義。 由于行波管制造工藝復(fù)雜性和加工精度要求高，一旦設(shè)計(jì)失敗，將會(huì)造成資金、人力和時(shí)間的巨大浪費(fèi)，因此應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬仿真的方法進(jìn)行輔助設(shè)

3、計(jì)，并驗(yàn)證設(shè)計(jì)出的行波管的可靠性是一種各國(guó)普遍應(yīng)用的做法。計(jì)算機(jī)模擬仿真不但可以節(jié)約行波管樣管制造的資金，同時(shí)還可以彌補(bǔ)現(xiàn)有相關(guān)理論的不足。本文的主要工作就是利用大型通用有限元計(jì)算軟件ANSYS對(duì)行波管電子槍進(jìn)行熱分析，動(dòng)力學(xué)模態(tài)分析并對(duì)該軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。 文中給出了動(dòng)力學(xué)模態(tài)分析的相關(guān)理論基礎(chǔ)，介紹了應(yīng)用ANSYS模擬電子槍結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析的具體方法和步驟。得到了電子槍的固有頻率和振動(dòng)模式表示的結(jié)果。該結(jié)果明確地顯示了電子槍

4、的固有振動(dòng)頻率和振型，可用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員對(duì)行波管的可靠性進(jìn)行分析，改進(jìn)電子槍的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以提高行波管的可靠性。 文中介紹了單獨(dú)對(duì)柵網(wǎng)進(jìn)行了詳細(xì)研究，并研究了工作狀態(tài)下柵網(wǎng)的溫度分布和熱形變，計(jì)算了在高溫工作狀態(tài)下柵網(wǎng)形變對(duì)其模態(tài)以及行波管的參數(shù)帶來(lái)的影響。這對(duì)于研究行波管的失效特性以及提高行波管的可靠性有很大的幫助。 本文對(duì)ANSYS進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)，形成了一套專門(mén)用于電子槍動(dòng)力學(xué)模態(tài)分析的軟件。該軟件具有簡(jiǎn)單易用的特點(diǎn)，