回旋管電子光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化.pdf

1、傳統(tǒng)微波管的工作頻率決定了其高頻系統(tǒng)的尺寸，因此，當(dāng)傳統(tǒng)微波管往更高的頻率上發(fā)展時，尺寸必須做的越來越小。尺寸變小，極大限制了微波管的功率容量?；匦苁腔谧杂呻娮邮芗ぽ椛湓淼男滦碗娬婵掌骷捎诠ぷ髟聿煌?，回旋管的高頻結(jié)構(gòu)不受頻率的限制，因此回旋管在毫米波雷達、電子戰(zhàn)、高功率微波武器、受控?zé)岷司圩兊雀吖β饰⒉☉?yīng)用領(lǐng)域有著廣闊的前景。磁控注入電子槍（MIG）、回旋管收集極和外加超導(dǎo)磁體組成了回旋管的電子光學(xué)系統(tǒng)。磁控注入電子槍（MI

2、G）是回旋管的關(guān)鍵器件之一，其性能的好壞直接影響整個回旋管的輸出功率和效率。近年來，高功率微波器件的一個主要發(fā)展方向是高功率和高頻率，為了滿足回旋管對更高輸出功率的要求，除了提高電子注的輸入電壓和互作用效率外，還可通過改進和優(yōu)化回旋管的磁控注入式電子槍(MIG)，來產(chǎn)生適當(dāng)速度比，低速度零散的回旋電子注，以進一步提高回旋管的輸出功率。完成注波互作用后的電子注會在外加磁場的引導(dǎo)下散落在收集極上，但是，由于種種原因電子注會出現(xiàn)落點集中、散落

3、面積過小等現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)會使收集極某一區(qū)域發(fā)熱嚴(yán)重，時間長了甚至?xí)斐墒占瘶O的損壞，嚴(yán)重影響整個回旋管的使用壽命。本論文結(jié)合課題組具體項目，著重對回旋管的電子光學(xué)系統(tǒng)進行了研究，利用相應(yīng)的粒子模擬軟件對回旋管的磁控注入電子槍（MIG）和收集極進行了設(shè)計和優(yōu)化仿真。本文主要工作如下：
　　由基本的電磁場與電磁波理論和電動力學(xué)理論出發(fā)，闡述了電子光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計和計算的基本方法；闡述了磁控注入式電子槍的基本工作原理，對電子槍進行了詳