行波管電子槍動力學(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)中對行波管性能的要求也越來越高。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、相控陣雷達等技術(shù)的發(fā)展又從小型化、高壽命、高可靠性等方面對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、寬頻帶和長壽命等特點，廣泛地應(yīng)用于雷達、電子對抗和通訊等國防重點工程.被譽為武器裝備的“心臟”。由于行波管的大功率和高頻率等特

2、性，目前還沒有任何其他的器件可以代替。行波管是應(yīng)用高頻電磁場與電子注進行互作用的機理進行工作的，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)生共振或振動位移過量，就會導(dǎo)致行波管的失效。因此對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)計失敗，將會造成資金、人力和時間的巨大浪費，因此應(yīng)用計算機模擬仿真的方法進行輔助設(shè)

3、計，并驗證設(shè)計出的行波管的可靠性是一種各國普遍應(yīng)用的做法。計算機模擬仿真不但可以節(jié)約行波管樣管制造的資金，同時還可以彌補現(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算軟件ANSYS對行波管電子槍進行熱分析，動力學(xué)模態(tài)分析并對該軟件進行二次開發(fā)。 文中給出了動力學(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、的固有振動頻率和振型，可用于指導(dǎo)設(shè)計人員對行波管的可靠性進行分析，改進電子槍的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以提高行波管的可靠性。 文中介紹了單獨對柵網(wǎng)進行了詳細研究，并研究了工作狀態(tài)下柵網(wǎng)的溫度分布和熱形變，計算了在高溫工作狀態(tài)下柵網(wǎng)形變對其模態(tài)以及行波管的參數(shù)帶來的影響。這對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ANSYS進行了二次開發(fā)，形成了一套專門用于電子槍動力學(xué)模態(tài)分析的軟件。該軟件具有簡單易用的特點，