一种带散热片的螺旋线慢波结构的热模拟与分析

为了解决慢波结构的散热问题,本文从热特性的角度出发设计了两种散热片结构。利用有限元软件ANSYS对带有这两种散热结构的慢波结构的热特性分别进行了模拟和分析,通过比较发现集中散热结构具有较好的散热性能,这为螺旋线行波管的优化设计和合理散热提供了参考。     

螺旋线慢波结构损耗特性研究

本文采用了与其他作者不同的理论模型和计算方法,对螺旋线慢波结构损耗准确的理论分析,考虑了介质夹持杆,管壳和螺旋线金属电导率对损耗的影响。在ＨＰ８５１０矢量网络分析仪上对两种结构的损耗进行了测量,并对螺旋线与能量耦合器之间的阻抗失配引起的误差进行了修正。理论结果与测量结果有较好的一致性。     

螺旋线行波管慢波结构热特性计算专用软件开发

针对行波管慢波结构热分析的必要性,介绍了螺旋线慢波结构的热产生机理,结合ANSYS软件设计了可对不同翼片加载和不同形状夹持杆的螺旋线慢波结构进行热特性分析的专用仿真环境。利用该仿真环境,用户可以在不掌握ANSYS软件的情况下对螺旋线行波管慢波结构的热特性进行模拟计算。     

新型高导热螺旋线慢波结构的设计和仿真分析

该文从理论上通过对螺旋线慢波结构的热状态进行分析,首次提出以椭圆管壳结构来代替传统的圆管壳结构,然后利用ANSYS软件对椭圆管壳螺旋线慢波结构作了三维热分析并利用微波工作室CST分析了其高频特性。仿真结果表明,椭圆管壳螺旋线慢波结构的导热能力明显强于传统的圆壳结构,且夹持杆数目越多,导热能力越强。同时还发现椭圆管壳慢波结构在保证足够大耦合阻抗前提下,其工作带宽相对圆壳更宽。     

螺旋线慢波结构色散特性与耦合阻抗测量系统误差分析

本文系作者研制的＂螺旋线慢波结构冷特性自动测量系统＂的补充,给出了此类系统测量误差的详细理论分析,并对典型数据进行了计算。结果表明色散特性（相光速比）的测量误差可小于0.5%,基波耦合阻抗的测量误差则可达15%。     

螺旋线行波管慢波结构散热性能的发展现状

行波管是一种具有宽频带的微波管,它自发明以来已有60多年的历史,至今仍广泛应用于通信、雷达系统和电子对抗。随着卫星通信技术的快速发展,对高性能的大功率行波管的需求越来越迫切,而大功率伴随着更高的热损耗,因此,对其散热性能的研究是一项重要的工作。国内外专家学者对此做了大量的研究,本文综合叙述了目前行波管慢波组件材料和结构、组装方式以及接触热阻的研究现状,并总结了一些散热性能的评价方法。     

夹持杆材料对螺旋线慢波组件散热性能的影响

慢波组件是螺旋线行波管的关键组成部分,它的性能优劣直接决定着整管水平.本文利用无变形热挤压方法制备了不同材料夹持杆的慢波组件.分析比较了不同夹持杆对慢波组件散热性能的影响.介绍了将金刚石应用于螺旋线慢波组件的研究.     

螺旋线慢波结构的参数变化对其冷测特性的影响

本文介绍了用MAFIA软件的准周期边界条件计算螺旋线行波管慢波结构的色散和耦合阻抗等冷测特性的方法,并重点对慢波结构中各参数,特别是矩形螺旋线截面的宽度和厚度对其冷测特性的影响进行了分析.这是目前理论上没有解决的难题.分析结果表明,螺旋线的宽度和厚度对其色散影响不大,而对耦合阻抗有一定影响.对耦合阻抗而言,螺旋带宽度和厚度都存在一个最佳值.     

螺旋线行波管慢波系统的综合热分析法

该文提出了一种研究螺旋线行波管慢波系统散热性能的综合分析方法。该方法以一定的预备实验为前提条件,利用理论公式推算出接触处的界面热阻率,使用仿真软件进行精确的模拟研究。该方法可以准确的反映慢波系统的散热性能,可以降低实验成本,节约材料,节省实验时间。通过对采用氧化铍夹持杆、氮化硼夹持杆和镀铜螺旋线的慢波组件的研究,验证了该方法的一致性和可行性。     

不同方法制备的螺旋线慢波组件的散热性能的研究

 利用电阻温度系数法对几种方法制备的慢波组件散热性能进行了实验研究,结果表明石墨热挤压法、磁控溅射覆膜法及压力扩散焊接法和无变形热挤压法比冷弹压法和传统的缠钼带热挤压法制备的慢波组件散热性能强许多.传统的石墨热挤压法可与无变形热挤压法制备的组件的散热能力相比拟,但石墨热挤压法会引起慢波组件的两次变形,使慢波组件的微波反射点增多增强.压力扩散焊接法制备的慢波组件散热性能比溅射镀膜法制备的慢波组件散热性能稍强,但压力扩散焊接法与溅射镀膜法相比具有更低的微波损耗.这些结果为制备散热性能强的慢波组件提供了有益的实验结果.     

空间行波管收集极热特性的有限元模拟与分析

针对某型空间行波管的结构设计,利用ANSYS有限元软件模拟计算了收集极的传热特性,并对收集极传热特性中的诸多影响因素进行了分析研究。结果表明,收集极与绝缘陶瓷材料的导热率以及各组件之间的接触热阻是影响其传热特性的主要因素,而受环境温度因素的影响较小。     

脉冲螺线行波管热状态分析及ANSYS模拟

本文对国外上世纪90年代的产品,高输出功率高工作比的脉冲行波管进行热状态的分析,通过计算全面了解国外行波管的热设计要求及必要的工艺措施,为国内同类型行波管提高可靠性服务.文中对国内同类型产品的表面热阻率进行测量,从初步分析结果指出减小表面热阻率的方向和措施.使用ANSYS软件实际模拟仿真螺线行波管,得到更为准确、可靠的结果,并和设计计算基本保持一致.     

空间行波管慢波结构及注波互作用模拟设计

设计了Ka波段螺旋线行波管的慢波结构,分析其色散特性曲线和耦合阻抗,对高频系统进行了优化;利用PIC粒子模拟得到在工作频带内饱和输出功率＞73.5 W,增益畸变＜2%,并对试制样管进行了试验,测得在工作频带内输出功率＞45 W,电子效率＞12.5%,采用4级降压收集极后总效率大于40%,最后对模拟结果和实测结果的差异原因进行了简单分析。     

大功率行波管新型慢波线技术的进展

全金属慢波结构由于具有热耗散能力强，功率容量大，比耦合腔慢性线带宽度，结构整体性好，尺寸大等一系列优点而备受人们关注。本文着重介绍了螺旋槽、环板、曲折波导及周期加载波导四类结构的发展现状，包括理论研究与实际应用情况，探讨了新型慢波线在技术上存在的问题及今后的努力方向，指出全金属慢波结构将在毫米波行波管、返波管、毫米波回旋行波管及相对论器件等方面得到广泛应用。     

Analysis of Helix Slow Wave Structure for High Efficiency Space TWT

This paper describes the analysis of helix slow-wave structure (SWS) for a high efficiency space traveling wave tube that is carried out using Ansoft HFSS and CST microwave studio, which is a 3D electromagnetic field simulators. Two approaches of simulating the dispersion and impedance characteristics of the helix slow wave structure have been discussed and compared with measured results. The dispersion characteristic gives the information about axial propagation constant (Beta). Which in turn yields the phase velocity at a particular frequency. The dispersion and impedance characteristics can be used in finding the pertinent design parameters of the helix slow-wave structure. Therefore a new trend has been initiated at CEERI to use Ansoft HFSS code to analysis of the helix slow wave structure in its real environment. The analysis of the helix SWS for Ku-band 140W space TWT has been carried out and compared with experimental results, and found is close agreement.