摘要：扩展相互作用速调管由多个重入式多间隙耦合腔构成,毫米波段高功率微波源的需求推动了Ka波段扩展互作用速调管的研制。本文采用基于微波网络理论的多间隙耦合腔输出回路间隙阻抗冷测方法,对Ka波段滤波器加载三间隙耦合腔输出回路进行冷参数测试,得到该回路的间隙阻抗频率特性曲线与群时延曲线。并将冷测结果与三维电磁场软件仿真结果进行对比,分析了两者产生异同点的原因。从阻抗频率特性的测量结果可观察到该输出回路的相对"冷"带宽达到4.3%,满足设计要求。

摘要：基于Valentine天线的辐射原理,设计出可发射峰值电压610kV、频谱范围0.2~2GHz高功率脉冲的超宽带天线。利用油作为绝缘介质过渡巴伦可使天线直接加载于50Ω的同轴波导上;通过优化填充介质及天线拓扑结构提高了耐压能力及辐射特性。仿真结果表明,设计的天线具有低反射、宽频带、高增益和高耐压强度等优点。

摘要：带状注速调管是采用宽高比值很大的薄矩形注来降低空间电荷效应,采用特殊的高频结构来增加功率容量,从而使注波互作用效率得到提高的一种新型微波电真空器件。本文对工作在π模状态下的X波段带状注速调管三间隙腔进行了模拟计算,并对由该型腔体构成的注波互作用系统进行了3维PIC模拟,给出了初步的模拟设计结果。模拟结果表明:在电子注电压为415kV,电流为250A时,该速调管可以获得大于29.6MW的输出功率、34.3dB的增益以及29.6%的效率。

摘要：利用EGUN软件设计了一把导流系数为0.07μP的Ka波段空间行波管双阳极电子枪。该枪为皮尔斯型电子枪,双阳极分别为控制阳极(2.58 kV)和离子拒止阳极(9 kV)。该设计应用综合迭代法的计算结果进行初步设计,通过调整设计第一阳极,建立考虑导流系数、注腰半径和层流性的电子注性能优化目标函数,应用量子粒子群算法结合MATLAB与EGUN软件对电子枪阳极头位置进行了优化,优化结果满足了空间行波管对电子注的注腰半径和层流性的设计要求。

摘要：为测量行波管电子注的能量分布,本文设计和验证了一个减速电场能量分析器(retarding field energy analyzer,RFEA)。该能量分析器由一个连接负偏压的减速环、一个电子注采样方孔和一个电荷收集极构成,通过调节减速环的负偏压,选择相应能量的电子,就得到电子注的能量分布。计算机仿真结果表明该分析器对于低能量(几千电子伏到10 keV)的电子注具有良好的分辨率。实验测量了一个导流系数为0.45μP的宽带行波管电子枪发射的电子注的能量分布,实验数据与仿真模拟结果具有较好的一致性。

摘要：回旋管收集极是高功率回旋管,尤其是连续波回旋管的重要组成部件。本文针对W波段连续波回旋振荡管,根据电磁场理论并利用粒子模拟仿真软件设计了一套横向场扫描散焦系统(TFSS),在TFSS的作用下,电子注在收集极内表面的电子注功率密度分布比较均匀,且收集极单位面积上的电子负荷较低,电子注功率密度≤130 W/cm2;分析了TFSS设计参数(TFSS轴向位置和磁场线包的工作电流)的变化对收集极壁上电子注功率密度的影响;利用有限元软件ANSYS并结合粒子模拟仿真软件获得了收集极壁上的电子注载荷,对收集极进行了不同热流密度加载方式下的热分析,结果表明收集极在非均匀热流密度加载方式下的内外表面温度比在均匀热流密度加载下的内外表面温度高约20℃;根据热分析结果,所设计的水冷系统相关参数可以满足回旋管制管的工程要求。

摘要：介绍了一种为行波管设计的宽脉宽固态浮动板调制器。利用RC网络实现脉冲延时,防止脉冲重叠;利用单稳态触发器将脉冲信号转换成脉冲串,解决了宽脉宽在隔离脉冲变压器上传输困难的问题;利用MOSFET极间电容充电延时特性,构建脉冲恢复电路,解决了变压器频繁通断电容易导致变压器损坏的问题。最后,完成了本设计电路制作和测试,验证了设计方案的可行性。

摘要：阴极热子组件作为星载行波管的电子注源,要求它具备优良的热、力特性,以满足星载行波管高效率、高可靠、长寿命的需求。本文利用ANSYS有限元软件对星载行波管阴极热子组件结构进行了热模拟,并完成了热测实验,实验结果表明,阴极温度计算精度在5%以内,结构整体的温度计算误差在72℃以内,验证了热模型的可靠性。进一步的,理论研究并数值模拟了阴极支持筒开槽方案及关键开槽参量对结构热效率和力学可靠性的影响,提出了开槽方案的设计方法。最后,对现结构开槽方案进行了优化设计,模拟结果表明,优化后的阴极热子组件结构热效率提高了15.2%,同时结构满足力学试验的要求。

摘要：多电子注折叠波导行波管是一类重要的太赫兹源器件。作为真空器件的重要组成部分,电子光学系统对器件的性能有十分重要的影响。本文首先论述了横向场对电子注聚焦的影响,并讨论了使用传统周期永磁聚焦系统的困难。为了克服横向场的影响,文中给出了使用周期会切磁场(PCM)结构设计的双电子注电子光学系统,并且从PCM的空间场分布出发,从理论上说明了采用PCM结构聚焦平面分布的多电子注的可行性。之后对仿真结果进行参数扫描,分析了电极对电子注聚焦的影响、以及磁场分布对电子注聚焦的影响。说明了在多注情况下,电子注在不同平面的聚焦情况不同,电子注在4 cm的聚焦结构内能保持良好的聚焦。

摘要：输出窗是微波管内将高频能量由高真空环境传送至外部负载的关键部件。本文研究了用于0.22 THz折叠波导行波管的输出窗结构,采用CST微波工作室进行优化计算,设计出窗片材料为蓝宝石的盒型窗结构。分析了结构参数的变化对盒型窗电压驻波比的影响,当盒型窗结构参数在±0.01 mm范围变化时,其驻波比仍低于1.2,保证了零部件加工的可行性。计算了输出结构的损耗包括壁损耗和介质损耗,结合ANSYS软件分析了输出结构上的温度和热应力分布,分析表明:介质窗片的损耗非常小,输出结构的温升主要是由波导壁损耗导致,输出功率为10 W时,窗片最高温度为88.5℃,窗片上最大应力与窗片中心应力差为47.1 MPa,对窗片的结构影响不大。根据优化参数,制备了盒型窗,并且对该结构进行了测试,结果表明,在频率216 GHz处,驻波比为1.24。