多注行波管中多级降压收集极的模拟设计

摘要

在单注行波管的基础上采用多电子注的技术发展而来的多注行波管，由于其效率高、体积小、重量轻、电压低、可靠性高、可以方便地实现变频等特点，使得它能够很好地满足未来武器系统的发展。但其结构复杂、精密度要求高、影响其性能因素众多、制造成本高，需要采用CAD模拟技术以缩短制造周期，降低成本。 通过传统电子光学和PIC粒子模拟方法的结合，设计开发一套针对多注行波管中多级降压收集极的模拟软件，实现了电子收集的三维模拟，编写了专用于多注行波管中多级降压收集极的模拟程序，对收集极的性能参数进行了准确计算；建立了二次电子数学模型，并实现了真二次电子的定量计算，考虑了真二次电子的存在对收集极效率的影响；将多级降压收集极的程序嵌入至多注行波管整管模拟软件包中，实现了电子注的互导计算，并得出合理的模拟结果，将计算结果与二维程序进行了比较，并利用该软件设计模拟了一个五注行波管两级降压收集极，对计算结果进行了分析。

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论文说明:图表目录

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致谢

第一章绪论

1.1研究的主要内容及意义

1.2国内外研究概况

1.3论文主要内容

第二章强流电子光学系统的理论分析

2.1强流电子光学基本方程

2.2轴对称系统方程

2.2.1电子在轴对称电场中的运动

2.2.2电子在轴对称磁场中的运动

第三章电子光学系统的计算机辅助设计方法

3.1粒子模拟简介

3.1.1粒子模拟基本方程

3.1.2静电模型

3.1.3有限积分法

第四章行波管多级降压收集极的工作原理

4.1多级降压收集极的原理

4.1.1行波管及其效率

4.1.2多级降压收集极的原理

4.1.3电子能量分布

4.1.4电子注功率

4.1.5多级降压收集极回收能量

4.2二次电子

4.2.1二次电子的原理

4.2.2二次电子的发射模型的建立

第五章多注行波管中多级降压收集极的PIC模拟及软件实现

5.1模拟软件设计方案

5.1.1核心计算程序

5.1.2图形用户界面实现

5.3收集极模拟的各个模块简介

5.2电子注信息互导功能的实现

5.3收集极的性能参数的计算

5.3.1效率

5.3.2电子回流率

5.3.3能量沉降图

5.3.4软件对二次电子的处理方案

5.4五注行波管MDC的模拟设计

5.4.1建模

5.4.2计算静电场

5.4.3 PIC模拟

5.5模拟结果对比分析

5.6收集极模拟中的敏感因素

5.6.1第一级电压与收集极效率之间的关系

5.6.2第二级电压与收集极效率之间的关系

5.6.3针对不同注电流的电子注的收集效率

第六章结论

6.1论文总结

6.2需要改进之处

参考文献

攻读硕士期间发表论文