W波段行波管柵控電子槍的設(shè)計與模擬.pdf

1、真空電子學(xué)是一門古老的學(xué)科，真空電子器件發(fā)展至今已有幾十年歷史。1943年第一支行波管研制成功，經(jīng)過不斷發(fā)展，如今行波管功率能夠在連續(xù)波工作時達千瓦量級，脈沖波工作時達百兆瓦級，工作波長也發(fā)展到毫米波及亞毫米波段。軍事電子工業(yè)以及軍事裝備的不斷發(fā)展對行波管的研制提出了越來越高的要求。高頻段、高功率、體積小、重量輕是現(xiàn)代行波管的發(fā)展方向。W波段行波管工作波長3毫米，工作頻率75GHz—110GHz，是近幾年國內(nèi)研究的一種毫米波行波管管型。

2、一把好的電子槍對于行波管的研制至關(guān)重要，其產(chǎn)生電子注的質(zhì)量直接決定了行波管整管性能指標。在一些大功率行波管中陽極電壓動輒上萬伏，如此大的脈沖能量使得脈沖調(diào)制器負荷很大，以致脈沖電源會變得龐大而笨重，龐大笨重的脈沖電源限制了大功率行波管實現(xiàn)的機動性，同時限制了雷達的作用距離，柵控電子槍的應(yīng)用解決了這一難題。
　　本文對傳統(tǒng)皮爾斯電子槍、柵控電子槍進行了深入的理論研究，并設(shè)計了工作于W波段脈沖行波管的柵控電子槍。本論文工作總結(jié)如下：<

3、br>　　首先研究了強流電子光學(xué)與弱流電子光學(xué)，基于強流電子光學(xué)我們深入分析了皮爾斯電子槍以及柵控電子槍理論，介紹了基礎(chǔ)無柵槍設(shè)計的兩種方法：傳統(tǒng)皮爾斯法、現(xiàn)在常用的Vaughan綜合迭代法。
　　其次運用Vaughan綜合迭代法并依據(jù)柵控電子槍設(shè)計步驟設(shè)計了W波段柵控電子槍，得出其基本結(jié)構(gòu)，然后將其基本結(jié)構(gòu)參量代入到電子光學(xué)仿真軟件ORION程序中對其進行模擬仿真，經(jīng)過不斷調(diào)整不斷優(yōu)化最終得出需要的柵控電子槍。同時還運用CST軟