论文题目: 宽带多注速调管的计算机模拟研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 物理电子学
作者: 沈斌
导师: 丁耀根
关键词: 矩形同轴腔,多注速调管,输出腔漂移管,多注收集极,多电子注特性
文献来源: 中国科学院研究生院（电子学研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 本论文对宽带多注速调管进行了一系列计算机模拟研究。主要包括工作在π模的矩形同轴腔模拟计算;L波段连续波宽带多注速调管电子光学系统和高频互作用系统的模拟计算和优化;L波段多注速调管输出腔和收集极的热分析和冷却系统的优化;并研究了采用软件模拟速调管时,多电子注特性对多注速调管输出性能模拟结果的影响。 用三维电磁场计算软件ISFEL3D计算了1/2波长和1/4波长矩形同轴腔,给出了同轴腔结构,工作模式的场分布和特性阻抗值等谐振腔参数,并与双间隙耦合圆柱谐振腔进行了比较。结果表明,1/2波长矩形同轴腔与普通双间隙耦合腔相比,特性阻抗基本相同,体积和重量小,可以在低频段多注速调管中使用。 用1维和2.5维速调管模拟软件对L波段连续波宽带多注速调管的电子光学系统和高频互作用系统进行了计算机模拟和优化。得到了电子光学系统和高频互作用系统的优化方案。 建立了宽带多注速调管输出腔和收集极比较精确的热分析和冷却系统优化方法。利用现有软件,实现了对多注速调管输出腔和收集极的比较精确的热分析,并提出了冷却系统优化方案,并对多电子注在多注速调管输出腔漂移管和收集极的发散情况进行了研究。 初步研究了多电子注特性对多注速调管性能影响。研究了多注速调管不同层电子注之间场分布差异对速调管输出特性的影响,并对多注速调管谐振腔间隙处电子注的相互作用进行了一些初步的研究工作。
论文目录:
第一章 绪论
§1．1 引言
§1．2 速调管发展历史
§1．2．1 单注速调管发展概况
§1．2．2 多注速调管发展概况
§1．3 速调管的基本结构和工作原理
§1．3．1 速调管的基本工作原理
§1．3．2 速调管的基本结构
§1．4 速调管的技术现状及应用情况
§1．4．1 大功率速调管技术现状和应用
§1．4．2 多注速调管技术现状
§1．5 速调管的发展趋势
§1．6 本论文研究内容及其背景和意义
§1．6．1 用于L波段多注速调管的1／2波长和1／4波长矩形同轴谐振腔
§1．6．2 L波段连续波宽带多注速调管的计算机模拟和优化
§1．6．3 多电子注在输出腔漂移管和收集极的发散情况以及热分析
§1．6．4 多注速调管多电子注特性的研究。
参考文献
第二章 矩形同轴谐振腔的研究
§2．1 引言
§2．2 ISFEL3D 3维电磁场计算软件
§2．2．1 ISFEL3D软件的特点
§2．2．2 ISFEL3D的主要功能
§2．2．3 ISFEL3D的计算方法
§2．3 矩形同轴谐振腔中的场结构
§2．3．1 同轴线谐振腔的场结构
§2．3．2 矩形同轴腔的场结构
§2．4 1／2波长矩形同轴腔参数和场分布的计算
§2．4．1 1／2波长矩形同轴腔模型A的计算
§2．4．2 1／2波长矩形同轴腔模型B的计算
§2．5 1／4波长矩形同轴腔及其参数和场分布的计算
§2．6 与其它类型的双间隙腔的比较
§2．7 矩形同轴腔中电子注与高频场互作用及稳定性分析
§2．7．1 双间隙耦合腔中电子与高频场互作用分析
§2．7．2 双间隙耦合腔稳定性分析
§2．7．3 1／2波长矩形同轴腔的稳定性分析
§2．8 结论
参考文献
第三章 L波段连续波宽带多注速调管的计算机模拟和优化
§3．1 引言
§3．2 速调管中物理过程的计算机模拟
§3．3 Arsenal-MSU速调管模拟软件
§3．3．1 Arsenal软件的特点
§3．3．2 Arsenal所用的计算方法
§3．4 L波段宽带多注速调管的主要工作参数
§3．5 1维软件模拟速调管输出特性
§3．5．1 谐振腔参数
§3．5．2 滤波器加载双间隙耦合腔输出电路的阻抗矩阵—频率特性
§3．5．3 1维软件模拟速调管输出特性的结果
§3．6 宽带多注速调管电子光学系统的模拟和优化
§3．6．1 聚焦磁场计算
§3．6．2 电子光学系统的计算和优化
§3．7 宽带多注速调管输出特性的2.5维模拟和优化
§3．7．1 2.5维软件模拟多注速调管的适用性讨论
§3．7．2 Arsenal软件检验1维软件计算数据
§3．7．3 Arsenal软件优化速调管输出特性
§3．7．4 对Arsenal模拟结果的一些讨论
§3．8 结论
参考文献
第四章 多注速调管输出腔和收集极的热分析
§4．1 引言
§4．2 传热学基本概念和理论及计算软件介绍
§4．2．1 热传导
§4．2．2 热对流
§4．2．3 热辐射
§4．2．4 ANSYS的稳态热分析
§4．2．5 MAFIA电磁场计算软件
§4．3 输出腔漂移管的热分析的估算和初步优化
§4．3．1 输出腔最后一段漂移管的结构
§4．3．2 漂移管中心最高温度的估算
§4．3．3 利用ANSYS软件进行模拟计算和初步优化
§4．4 收集极的热分析和初步优化
§4．4．1 收集极最高温度的估算
§4．4．2 收集极热问题的软件模拟计算和初步优化
§4．5 多电子注在输出腔漂移管和收集极发散情况的研究
§4．5．1 电子注在输出腔最后一段漂移管截获情况的计算和热分析
§4．5．2 多电子注在收集极区发散情况的模拟和热分析
§4．6 结论
参考文献
第五章 多电子注特性对多注速调管性能影响的一些讨论
§5．1 引言
§5．2 不同层电子注性能差异对模拟结果的影响
§5．3 使用不同间隙场分布对模拟结果的影响
§5．4 多注速调管谐振腔间隙处电子注的相互作用
§5．3 结论与讨论
参考文献
第六章 结束语
博士期间发表的学术论文
致谢
发布时间: 2006-01-20
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