抑制行波管多级降压收集极二次电子发射的研究

摘要

近年来，用于卫星通讯导航的空间行波管需求数量大大增加，高整管效率与长寿命、高可靠性一样成为其最关注的因素。更高的整管效率不仅意味著降低行波管自身功耗、还能减小电源的重量和体积，同时也提供了改善器件可靠性和寿命的空间，因此而产生的经济效益十分巨大。目前我国Ka及更高频率的毫米波段新型卫星通信系统的研究刚刚起步，发展空间行波管势在必行，提高空间行波管的整管效率十分重要。
　　本论文针对要提高整管效率的问题，从多级降压收集极（MDC）材料表面改性的角度，在深入分析二次电子发射抑制机理的基础上,研制了离子束表面改性专用设备，对工艺技术问题作了探索性研究。主要内容为：
　　1．详细探讨了材料的二次电子发射、离子束表面改性原理、多级降压收集极提高整管效率的作用。
　　2．设计了国内第一台抑制空间行波管多级降压收集极二次电子发射的专用离子束表面处理设备。
　　3．研究了离子处理技术和工艺,包括离子束占空比、加热温度的高低等因素对二次电子发射系数(δ)和表面织构的影响。
　　4．主要实验结果。采用离子轰击的方法进行无氧铜表面的织构化处理，能有效降低二次电子发射系数。经过处理后的二次电子发射系数只有未经处理铜表面的60％，实际装管试验表明，使用离子表面处理后的K和Ka波段的行波管整管效率，比使用未经离子处理MDC的行波管整管效率提高3-7%。
　　为了抑制MDC中二次电子发射，提高空间行波管的整管效率，设计了国内首台MDC离子束改性设备，并研究了相应的MDC电极表面改性工艺与技术，成功应用于我所空间行波管的研制。

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第一章 绪论

1.1 多级降压收集极（MDC）的发展概况

1.2 本论文的选题和研究内容

第二章 MDC与金属材料的二次电子发射

2.1 MDC工作原理

2.2 MDC降低二次电子发射系数的重要性

2.3 金属的二次电子发射

2.4 本章小结

第三章 离子束表面改性设备的设计

3.1 离子束表面改性原理

3.2 离子束表面改性设备设计

3.3 本章小结

第四章 表面改性工艺与技术

4.1 离子束占空比的影响

4.2 工艺温度的影响

4.3 离子能量的影响

4.4 装配工艺

4.5 入射角的影响

4.6 毛刺形貌分析

4.7 本章小结

第五章 测试结果分析

5.1 二次电子发射系数的测试

5.2 整管测试结果分析

5.3 本章小结

第六章 结束语

6.1 主要结论与创新点

6.2 今后工作的建议

致谢

参考文献

作者攻硕期间取得的成果