阴极电子发射模型及数值算法

阴极特性的好坏对真空电子设备有着重要的影响,而在阴极特性中电子的发射机制又非常重要,自从上个世纪早期的Child-Langmuir 定律问世以来,阴极电子发射的问题就得到了各国学者持续的关注,对这个问题的研究主要集中在发展和改进阴极电子发射的模型及数值算法。本文从以上两个方面简要回顾了这个领域内的研究成果和进展情况,并提出了自己的见解．     

损耗介质周期加载圆柱波导场分析

本文利用傅立叶级数将损耗介质周期加载圆柱波导结构的场展开,通过分界面上场匹配的模式分析方法得出了TMOn模的色散曲线、电磁场分布以及品质冈数等特性参量.编写了程序DDET-TM并计算TM01模的各特性参量,得到的结果与HFSS的仿真结果吻合较好,验证了本方法的适用性.     

星载行波管高效率阴极热子组件优化设计

为减小X波段星载脉冲行波管的热子功率,对阴极热子组件结构进行了优化设计,利用ANSYS有限元软件对该阴极热子组件结构进行了热分析,得到结构的稳态温度场分布、阴极温度瞬态解以及加热功率与阴极温度的关系,并与实测结果进行对比,对比结果表明,阴极温度模拟与实验结果误差在1.3%以内,说明了所用模型和方法的可行性。在此基础上通过研究阴极支持筒不同开槽宽度、壁厚及材料下热子加热功率-阴极温度关系,对阴极支持筒进行了优化。模拟结果显示,优化后的阴极热子组件结构加热功率由8.2W降到6.7 W。     

基于行波管螺旋导电面模型的空间电荷场研究

通过分析行波管螺旋导电面模型中的电磁场，给出了色散和耦合阻抗计算公式，并深入研究了非线性理论中的空间电荷降低因子.结果表明，螺旋导电面模型相对理想导电圆筒中的空间电荷降低因子在较高频段变化不大.空间电荷降低因子的变化反映了螺旋线外电磁场对电子注的作用，同样的慢波结构，较高频率的电磁场应有较大的影响.因此，使用螺旋导电面模型在较高频段计算空间电荷降低因子是不合适的. 关键词： 行波管 非线性 螺旋导电面 空间电荷降低因子 色散 耦合阻抗     

基于矢网的行波管AM/PM转换系数的测试

分别用传统测试方法和用矢网测量S参数法测试了行波管的调幅调相转换系数,对两次测试结果进行了比较,并重点对矢网测试的误差进行了分析和讨论,确定了用矢网测量行波管AM/PM参量的方法.实际测试结果表明通过调整状态设置参量,用矢网测试行波管AM/PM参量的方法是高效可行的.     

传输矩阵法在行波管内部反射引起的增益波动计算中的应用

本文分析了由于行波管慢波结构制造误差引入的多个不连续点对小信号增益的影响.行波管内部反射对增益波动的影响,须采用考虑反射波的四阶模型进行分析,用传输矩阵法对节点处的自左至右入射和自右至左入射两种散射类型建立传输矩阵,研究在不同空间电荷参量下,慢波电路的单个反射节点以及慢波电路的皮尔斯速度参量b和增益参量C的多个随机分布不连续性对行波管小信号增益的影响,计算结果与Chernin模型具有很好的一致性.并以G波段行波管为例分析了慢波结构周期长度分布有两个不连续点和周期长度的多个随机分布不连续性带来的小信号增益波动.结果表明,制造误差越大,周期长度分布的两个不连续点相距越远,小信号增益波动越大,多个小的不连续性可以引起较大的增益波动.     

毫米波空间行波管输能结构的设计

本文采用分段设计的方法,将一个完整的盒型窗输出耦合结构分解为三部分,然后对这三部分分别进行匹配设计,最后将设计好的各部分组合成整体。利用HFSS软件对各段结构以及整体结构进行了仿真,结果表明这样设计出的盒型窗输出耦合结构在工作频带内可以很好的满足设计要求。     

螺旋带行波管耦合磁导纳的计算

 通过对螺旋带行波管带上表面电流的Chebyshev展开,得出了色散关系,求出了电场分量和磁场分量的表达式,进而求得了耦合阻抗和耦合磁导纳。计算并分析了一个典型结构的纵向电磁场分量,由这些分量得出的耦合阻抗与Chernin等的结果有很好的一致性,说明了电场表达式的有效性。场表达式可应用于３维行波管CAD的程序编写,耦合磁导纳的计算程序更是行波管CAD不可缺少的部分。     

中科院电子所空间行波管仿真设计软件IESTWT

基于三维大信号注波互作用模型开发了空间行波管高频系统仿真设计软件,针对无翼片加载的T形杆、矩形杆、圆形杆和扇形杆夹持的螺旋线空间行波管,具有计算速度快、副特性预测精确的优点,已应用于多种管型的研制中。     

微波同轴腔高阶TM模式参数的计算

 用FORTRAN语言编程计算了微波圆柱同轴谐振腔TM工作模式的系列关联参数。给定合适的几何结构参数范围与模式参数范围,就可快速算出同轴腔内所有可能存在的腔体尺寸、本征频率、纵向电场强度极大值的位置对应的半径以及该位置处的特性阻抗。这样,设计者就可以根据特定的需要,从计算出的大量结果中选取符合要求的结构参数,为下一步仿真和实验提供依据,减少了设计初期冗长反复的仿真模拟和试错实验。用3维电磁场软件ISFEL 3D对计算结果进行仿真发现：计算结果与仿真结果有很好的一致性,说明自编程序的计算结果可以作为多注速调管谐振腔设计的优选或优化数据库,可以提高其设计的准确性和效率。