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一维带状注行波管注波互作用快速计算程序 被引量:3
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作者 刘英洲 张长青 +1 位作者 潘攀 冯进军 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期14-21,共8页
计算行波管注波互作用特性是工程中设计整管的重要环节。基于精密网格划分求解麦克斯韦方程组的粒子模拟方法消耗计算机内存大,运行时间长,研制行波管的效率低。文中以带状电子注行波管为例,推导了适用于矩形电子盘的空间电荷场理论,结... 计算行波管注波互作用特性是工程中设计整管的重要环节。基于精密网格划分求解麦克斯韦方程组的粒子模拟方法消耗计算机内存大,运行时间长,研制行波管的效率低。文中以带状电子注行波管为例,推导了适用于矩形电子盘的空间电荷场理论,结合电子运动方程与激励电场方程,建立了带状注行波管一维注波互作用频域理论。通过开发程序求解注波互作用方程组,能够快速得到运行结果。该理论忽略了电子的横向运动,并且简化近似了注波互作用体系,从而实现准确、快速运算的目的。文中以三维全波电磁仿真软件的运行结果和G波段行波管实验结果验证了快速计算程序的高效性与可靠性。 展开更多
关键词 行波管 注波互作用 带状电子注 空间电荷场 快速计算程序
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一种多模式控制的行波管电源设计
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作者 张军 路小月 +3 位作者 熊洁 鲁玲 李晖 李渝 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期319-324,共6页
由于传统星载行波管放大器设计完成后仅有连续波或者脉冲1种工作模式,且饱和工作点输出功率固定,因此提出1种新的兼容连续波和脉冲多种工作模式的空间行波管电源设计方法。通过此方法设计完成的行波管电源与多模式行波管集成多工作模式... 由于传统星载行波管放大器设计完成后仅有连续波或者脉冲1种工作模式,且饱和工作点输出功率固定,因此提出1种新的兼容连续波和脉冲多种工作模式的空间行波管电源设计方法。通过此方法设计完成的行波管电源与多模式行波管集成多工作模式行波管放大器,具备连续波工作模式、低重频脉冲工作模式和高重频脉冲工作模式及在轨功率可调节功能;能够应用于通信、导航、数传及遥感观测卫星,使在轨可重构载荷成为可能。通过仿真测试,多模式空间行波管电源效率达到94%,重频范围覆盖连续波到10 kHz,输出功率在47~53 dBm范围内可调节。 展开更多
关键词 连续波 脉冲 功率可调 行波管 高效率
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矢网在脉冲行波管增益测试中的应用研究
3
作者 刘新爱 邹峰 +1 位作者 端木丹丹 王刚 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期350-353,共4页
分析了脉冲调制下行波管输出信号频域特性,探讨了矢量网络分析仪在脉冲调制信号测试中的应用,设置矢量网络分析仪接收机带宽可实现宽带检测和窄带检测两种测试方法,结合典型脉冲调制信号分析对比了两种检测方法的脉冲退敏效应,分析了脉... 分析了脉冲调制下行波管输出信号频域特性,探讨了矢量网络分析仪在脉冲调制信号测试中的应用,设置矢量网络分析仪接收机带宽可实现宽带检测和窄带检测两种测试方法,结合典型脉冲调制信号分析对比了两种检测方法的脉冲退敏效应,分析了脉冲行波管在不同测试方法下的增益特性,最终确立了宽带检测法作为脉冲行波管增益波动的测试方法,实际测试结果验证了矢量网络分析仪宽带检测法更适合测试脉冲行波管增益波动测试。 展开更多
关键词 矢网 脉冲行波管 增益波动 中频带宽
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有限尺寸宏粒子空间电荷场研究 被引量:6
4
作者 李建清 莫元龙 +1 位作者 张勇 周晓岚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期134-138,共5页
用格林函数理论导出了圆柱对称系统中有限尺寸宏粒子一维和二维空间电荷场权函数的表达式 ,比较了有限尺寸宏粒子空间电荷场权函数与圆盘或圆环模型空间电荷场权函数的差别 ,得到了与圆盘或圆环模型空间电荷场权函数[1] 不同的、更合理... 用格林函数理论导出了圆柱对称系统中有限尺寸宏粒子一维和二维空间电荷场权函数的表达式 ,比较了有限尺寸宏粒子空间电荷场权函数与圆盘或圆环模型空间电荷场权函数的差别 ,得到了与圆盘或圆环模型空间电荷场权函数[1] 不同的、更合理的计算结果。并用这两种空间电荷场权函数模拟了螺旋线行波管中的注波互作用过程 ,得到了其输出功率曲线 ,表明了用有限尺寸宏粒子计算的互作用输出功率比圆盘或圆环模型计算的输出功率饱和位置提前 。 展开更多
关键词 有限尺寸宏粒子 空间电荷场 注波互作用 行波管 库仑力 格林函数
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行波管阴极组件动态热耗散分析及优化设计 被引量:15
5
作者 宋芳芳 张国兴 +1 位作者 何小琦 孙小菡 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期118-122,共5页
阴极作为行波管的“心脏”,其内部结构的热耗散是影响行波管预热时间的关键问题,热传导和热辐射是引起阴极组件内部热耗散的最重要因素。建立了阴极组件热状态有限元分析方程,利用有限元ANSYS软件对阴极组件动态热耗散进行模拟分析,提... 阴极作为行波管的“心脏”,其内部结构的热耗散是影响行波管预热时间的关键问题,热传导和热辐射是引起阴极组件内部热耗散的最重要因素。建立了阴极组件热状态有限元分析方程,利用有限元ANSYS软件对阴极组件动态热耗散进行模拟分析,提取热流矢量图及温度分布图,并获得阴极达到稳态的预热时间。对实际样品进行实验验证,证明了有限元模拟方法是可行的。基于瞬态热模拟分析结果,优化设计了阴极组件中关键部件的结构及材料,有效地缩短了阴极预热时间,提高了行波管快速反应能力。 展开更多
关键词 行波管 阴极组件 优化设计 热耗散 有限元法
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行波管电子枪热状态模拟和分析 被引量:13
6
作者 赵兴群 张国兴 +1 位作者 谢锴 孙小菡 《中国工程科学》 2005年第1期33-37,共5页
建立行波管电子枪区热状态分析模型 ,利用ANSYS软件对行波管电子枪的热状态进行了模拟和分析。通过改变电子枪内部的一些结构参数和工作环境参数 ,特别是栅控行波管的栅极结构尺寸和加载功率的变化 ,由模拟得到不同条件下电子枪热状态分... 建立行波管电子枪区热状态分析模型 ,利用ANSYS软件对行波管电子枪的热状态进行了模拟和分析。通过改变电子枪内部的一些结构参数和工作环境参数 ,特别是栅控行波管的栅极结构尺寸和加载功率的变化 ,由模拟得到不同条件下电子枪热状态分布 。 展开更多
关键词 行波管 电子枪 热分析 数值模拟
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Ka波段基波回旋行波管放大器的模拟与设计 被引量:8
7
作者 贾云峰 来国军 刘濮鲲 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期386-389,共4页
完成了Ka波段基次谐波TE01模回旋行波管的初步设计,通过PIC模拟计算获得了回旋行波管稳定工作的详细物理图像和参数依赖关系.模拟计算表明,在电子注电压为100kV,电子注电流为20A,工作磁场为1.27T时,放大器可以获得大于450kW的输出功率、... 完成了Ka波段基次谐波TE01模回旋行波管的初步设计,通过PIC模拟计算获得了回旋行波管稳定工作的详细物理图像和参数依赖关系.模拟计算表明,在电子注电压为100kV,电子注电流为20A,工作磁场为1.27T时,放大器可以获得大于450kW的输出功率、50dB增益、大于22.5%的效率和约为5%的带宽. 展开更多
关键词 毫米波 回旋行液管 基次谐波 PIC模拟
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Ka波段宽频带高线性空间行波管研制 被引量:3
8
作者 黄明光 朱丹 +4 位作者 何俊 郝广凯 李海强 赵建东 李现霞 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期2777-2781,共5页
该文对Ka波段空间行波管宽频带、高线性、高效率的慢波系统进行设计,通过动态渐变技术实现了低相位失真、高效率的指标要求。在此设计基础上研制的Ka波段空间行波管实现了宽频带(25~27 GHz)、低非线性失真(非线性相移≤40°,AM/PM≤... 该文对Ka波段空间行波管宽频带、高线性、高效率的慢波系统进行设计,通过动态渐变技术实现了低相位失真、高效率的指标要求。在此设计基础上研制的Ka波段空间行波管实现了宽频带(25~27 GHz)、低非线性失真(非线性相移≤40°,AM/PM≤2.86°/d B,三阶交调≥10.39 d Bc)、高效率(总效率≥51.7%)。经数传系统测试,误码P_e优于10^(-6)的情况下C/N_0有2.4 d B裕度,满足了卫星数传系统对多通道并行传输方案的工作需求。 展开更多
关键词 空间行波管 KA波段 宽频带 高线性度
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理论分析毫米波螺旋线行波管慢波系统导体和介质损耗 被引量:3
9
作者 郝保良 黄明光 +2 位作者 刘濮鲲 肖刘 刘韦 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期455-460,共6页
该文基于夹持杆分层螺旋带模型和3维电磁场模型分析,详细研究了毫米波螺旋线行波管慢波系统的导体和介质损耗。螺旋带模型中介质损耗考虑为纵向传播常数的虚部,给出电磁场的解析解,导体损耗由螺旋线和管壳表面的面电流不连续性获得。3... 该文基于夹持杆分层螺旋带模型和3维电磁场模型分析,详细研究了毫米波螺旋线行波管慢波系统的导体和介质损耗。螺旋带模型中介质损耗考虑为纵向传播常数的虚部,给出电磁场的解析解,导体损耗由螺旋线和管壳表面的面电流不连续性获得。3维电磁场模型分析通过本征模法,求解单周期结构的品质因数和周期储能,获得有限导电率导体和夹持杆陶瓷损耗角带来的慢波系统高频损耗。结果表明,毫米波段螺旋线的导体损耗和夹持杆的介质损耗远大于管壳导体损耗,介质损耗与陶瓷损耗角呈线性关系,对高频损耗的影响不可忽略。 展开更多
关键词 螺旋线行波管 毫米波 导体损耗 介质损耗
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X波段脉冲空间行波管输出结构可靠性研究 被引量:2
10
作者 尚新文 李鑫伟 +2 位作者 曹林林 肖刘 苏小保 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期2674-2680,共7页
X波段脉冲空间行波管主要用于轻型SAR等雷达系统,要求行波管具有高功率、高效率、高可靠的性能。输出结构是行波管的重要部件,其可靠性不仅影响行波管的输出功率等性能,还影响行波管的稳定性与可靠性。该文针对X脉冲空间行波管输出结构... X波段脉冲空间行波管主要用于轻型SAR等雷达系统,要求行波管具有高功率、高效率、高可靠的性能。输出结构是行波管的重要部件,其可靠性不仅影响行波管的输出功率等性能,还影响行波管的稳定性与可靠性。该文针对X脉冲空间行波管输出结构进行可靠性研究,通过电、磁、热多物理场耦合的方式对它进行热、力结构可靠性分析,按分析结果对输出结构薄弱环节进行改进,耐冲击能力增强,并经过1000 h以上的整管老练及空间环境试验验证,输出结构具有较高的可靠性,满足空间环境试验及使用要求。 展开更多
关键词 脉冲空间行波管 多物理场耦合 输出结构 可靠性
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行波管周期永磁聚焦系统模拟软件的研制 被引量:4
11
作者 胡权 黄桃 +5 位作者 杨中海 李斌 李建清 廖莉 肖礼 朱小芳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期268-272,共5页
通过对行波管周期永磁聚焦系统(PPM)的理论分析,开发了2维模拟软件UESTC_PPM。该软件主要用于模拟轴对称的永磁结构,在圆柱坐标系下,采用有限差分的方法迭代求解磁钢内外任意位置处的磁感应强度分布。模拟了单磁环结构以及单周期结构,... 通过对行波管周期永磁聚焦系统(PPM)的理论分析,开发了2维模拟软件UESTC_PPM。该软件主要用于模拟轴对称的永磁结构,在圆柱坐标系下,采用有限差分的方法迭代求解磁钢内外任意位置处的磁感应强度分布。模拟了单磁环结构以及单周期结构,将结果与Ansoft Maxwell 3D的模拟结果进行了对比,结果表明:轴上、轴向以及径向磁感应强度的分布图均很接近,但UESTC_PPM软件耗时较短,验证了UESTC_PPM的正确性,并具有一定的精确度。 展开更多
关键词 行波管 周期永磁聚焦系统 CAD 模拟计算
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X波段40W高效率空间行波管螺旋慢波系统的模拟优化 被引量:12
12
作者 樊会明 苏小保 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期16-19,共4页
为了提高X波段40 W空间行波管的互作用效率,本文通过计算机模拟对其慢波系统进行了模拟优化,获得了渐变螺距慢波系统的互作用效率和输出功率,并和样管的测试结果进行了比较。比较结果表明,互作用效率、输出功率的模拟优化结果和测试结... 为了提高X波段40 W空间行波管的互作用效率,本文通过计算机模拟对其慢波系统进行了模拟优化,获得了渐变螺距慢波系统的互作用效率和输出功率,并和样管的测试结果进行了比较。比较结果表明,互作用效率、输出功率的模拟优化结果和测试结果在频带内的相对误差分别小于5.7%和8.3%,二者取得了很好的一致。同时,样管在中心频率处的相移小于40°,表明慢波系统的线性良好。 展开更多
关键词 空间行波管 高效率 慢波系统 互作用效率
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周期结构电磁特性在高频真空器件中的应用 被引量:3
13
作者 冯进军 蔡军 +1 位作者 胡银富 邬显平 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1785-1791,共7页
作为行波类真空电子器件的核心组件,慢波结构是一种周期结构,其场可以有无限多个模式,每个模式由无穷多个空间谐波构成.每个空间谐波有相应的色散曲线且曲线各段有不同的特性.提出了周期结构色散特性的全维度开发的概念,并以一种可用微... 作为行波类真空电子器件的核心组件,慢波结构是一种周期结构,其场可以有无限多个模式,每个模式由无穷多个空间谐波构成.每个空间谐波有相应的色散曲线且曲线各段有不同的特性.提出了周期结构色散特性的全维度开发的概念,并以一种可用微电机系统(MEMS)技术加工的折叠波导(FWG)慢波结构为例,对其色散特性进行了分析,利用这些色散特性开展了行波管(TWT)、返波管(BWO)等传统器件的研究工作,同时提出了过模器件、带边振荡器(BO)和谐波放大器(THAT)等新型器件,这些器件的实验研究则以W波段及其以上频率为主,最后给出了突破的关键技术以及测试得到的器件的主要性能. 展开更多
关键词 周期结构 色散特性 太赫兹 行波管(twt) 返波管(BWO) 多维度 真空器件
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周期损耗介质加载波导与均匀圆波导间的模式映射 被引量:2
14
作者 杜朝海 刘濮鲲 +2 位作者 薛谦忠 王斌 黎燕林 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期273-277,共5页
损耗介质环与金属环间隔加载的周期损耗介质波导能够有效地控制各种模式的衰减特性,这对于抑制毫米波回旋行波管放大器的绝对不稳定性和提高其性能具有重要作用.针对应用于Ka波段、TE01模的回旋行波管放大器的周期损耗介质加载圆波导,... 损耗介质环与金属环间隔加载的周期损耗介质波导能够有效地控制各种模式的衰减特性,这对于抑制毫米波回旋行波管放大器的绝对不稳定性和提高其性能具有重要作用.针对应用于Ka波段、TE01模的回旋行波管放大器的周期损耗介质加载圆波导,系统地分析了该周期系统与均匀系统间的模式映射关系.研究表明,当介质层厚度一定时,均匀介质加载波导中的高阶模式可以映射为光滑波导中的低阶模式,且相互映射的模式在中空区域的场型一致.周期系统中的模式表现出复合模式的分布.在一个周期中,介质段和金属段的模式分别映射为均匀介质波导和金属波导中的模式.明确周期介质加载波导系统与均匀波导系统间的模式映射关系是分析发生在这种复杂的互作用回路中的回旋电子脉塞注波互作用的前提,对简化其物理模型具有指导作用. 展开更多
关键词 毫米波 回旋行波管 损耗介质 模式映射
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螺旋线行波管慢波系统的综合热分析法 被引量:3
15
作者 韩勇 刘燕文 +1 位作者 丁耀根 刘濮鲲 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期3015-3018,共4页
该文提出了一种研究螺旋线行波管慢波系统散热性能的综合分析方法。该方法以一定的预备实验为前提条件,利用理论公式推算出接触处的界面热阻率,使用仿真软件进行精确的模拟研究。该方法可以准确的反映慢波系统的散热性能,可以降低实验成... 该文提出了一种研究螺旋线行波管慢波系统散热性能的综合分析方法。该方法以一定的预备实验为前提条件,利用理论公式推算出接触处的界面热阻率,使用仿真软件进行精确的模拟研究。该方法可以准确的反映慢波系统的散热性能,可以降低实验成本,节约材料,节省实验时间。通过对采用氧化铍夹持杆、氮化硼夹持杆和镀铜螺旋线的慢波组件的研究,验证了该方法的一致性和可行性。 展开更多
关键词 行波管 慢波系统 散热性能 温差 界面热阻率
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电子注在周期永磁聚焦系统中运动状态的计算机模拟 被引量:4
16
作者 杨蕾 吕国强 贺兆昌 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1559-1563,共5页
根据周期场聚焦电子注的基本理论,利用行波管仿真软件TWT设计了某行波管的周期永磁聚焦系统,模拟计算了电子注在周期永磁聚焦系统中的运动状态,分别考虑了峰值磁感应强度对静态理想电子注和电子枪发射的电子注的聚焦,过渡区对电子枪发... 根据周期场聚焦电子注的基本理论,利用行波管仿真软件TWT设计了某行波管的周期永磁聚焦系统,模拟计算了电子注在周期永磁聚焦系统中的运动状态,分别考虑了峰值磁感应强度对静态理想电子注和电子枪发射的电子注的聚焦,过渡区对电子枪发射的电子注聚焦的影响,分析了电子注在周期永磁聚焦系统中的传输特性,确定了聚焦系统的周期磁场与过渡区磁场分布规律,为实现周期永磁聚焦系统的一次装管成功提供了有价值的参考。 展开更多
关键词 周期永磁聚焦系统 行波管 电子注 twt 静态
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小型化行波管放大器热仿真分析及优化设计 被引量:8
17
作者 李建兵 郭盼盼 +1 位作者 王永康 王妍 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期45-50,共6页
介绍了小型化行波管放大器的热仿真分析和优化设计方法。首先对行波管放大器的热损耗进行了分析,然后依据热力学相关理论,基于Ansys Icepak软件,对行波管放大器进行了建模和仿真分析。针对小型化行波管放大器的特点,分别进行了水冷板的... 介绍了小型化行波管放大器的热仿真分析和优化设计方法。首先对行波管放大器的热损耗进行了分析,然后依据热力学相关理论,基于Ansys Icepak软件,对行波管放大器进行了建模和仿真分析。针对小型化行波管放大器的特点,分别进行了水冷板的热优化设计和慢波结构的热优化设计,在此基础上进行了水冷板和慢波结构的综合优化设计。最后进行了实验验证,实验结果与仿真结果相符,行波管放大器无论是整体温度还是局部温度分布特性,均得到了明显改善。 展开更多
关键词 小型化行波管 热模型 温度分布 热仿真 优化设计 ANSYS Icepak
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热声发动机驱动的脉管制冷机模拟及实验研究 被引量:3
18
作者 李卓裴 邱利民 +2 位作者 刘国军 王波 胡进勤 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1458-1462,1468,共6页
基于回热器计算软件REGEN3.2,通过数值模拟分别研究了热声发动机的频率、输出压比、充气压力以及脉管制冷机的回热器长度对热声驱动的脉管制冷机制冷性能的影响,并预测了该台脉管制冷机的最低制冷温度为45 K.实验研究了不同工质、热声... 基于回热器计算软件REGEN3.2,通过数值模拟分别研究了热声发动机的频率、输出压比、充气压力以及脉管制冷机的回热器长度对热声驱动的脉管制冷机制冷性能的影响,并预测了该台脉管制冷机的最低制冷温度为45 K.实验研究了不同工质、热声发动机输出压比、声功输出装置以及脉管制冷机回热器长度对脉管制冷机性能的影响.实验结果表明,热声驱动的脉管制冷机的优化方向为提高热声发动机的输出压比、降低频率以及适当提高充气压力,这与数值模拟结果吻合较好.实验采用氮气-氦气双工质并以亥姆霍兹共鸣器作为声功输出装置和声压放大器,行波型热声发动机驱动的单级斯特林型脉管制冷机获得了65 K的最低制冷温度. 展开更多
关键词 行波热声发动机 斯特林型脉管制冷机 亥姆霍兹共鸣器 回热器
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空间行波管收集极的热特性分析 被引量:13
19
作者 李延威 李建清 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期399-402,共4页
利用有限元方法对一Ku波段空间行波管收集极的热特性进行了模拟计算,得到了收集极的温度分布图。分析比较了接触热阻和热辐射对热特性的影响,结果表明接触热阻明显地阻碍了热量的散失,使收集极整体温度有一定上升,而热辐射在使收集极各... 利用有限元方法对一Ku波段空间行波管收集极的热特性进行了模拟计算,得到了收集极的温度分布图。分析比较了接触热阻和热辐射对热特性的影响,结果表明接触热阻明显地阻碍了热量的散失,使收集极整体温度有一定上升,而热辐射在使收集极各部分温度降低的同时,使温度分布更均匀。运用间接法进行了热-应力耦合分析,得到了收集极的位移场分布等值线图,进而确定该收集极采用的结构在热形变方面满足散热要求;并对在轴向加矩形翅片和在径向加圆形翅片两种散热方案进行了分析,得到了各自的优缺点,为散热方案的选择提供了依据,从而可以更好地提高散热效率。 展开更多
关键词 空间行波管 收集极 有限元方法 接触热阻 热辐射
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利用微加工工艺提高空间行波管收集极效率 被引量:4
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作者 白春江 崔万照 +1 位作者 叶鸣 贺永宁 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期61-65,共5页
针对二次电子发射系数对空间行波管收集极效率的影响,通过降低二次电子发射系数的方法,提高收集极的效率。并以无氧铜为例,使用化学刻蚀的方法对无氧铜样片进行表面处理,得到规则微孔阵列结构。使用二次电子发射测试平台对有无表面处理... 针对二次电子发射系数对空间行波管收集极效率的影响,通过降低二次电子发射系数的方法,提高收集极的效率。并以无氧铜为例,使用化学刻蚀的方法对无氧铜样片进行表面处理,得到规则微孔阵列结构。使用二次电子发射测试平台对有无表面处理的无氧铜样片进行测量。测量结果显示,经化学刻蚀处理后的样片的最大二次电子发射系数由1.33减小到0.96,二次电子发射抑制效果明显。将测得的两个二次电子发射系数曲线用于空间行波管收集极的模拟设计中。选用已有的3个收集极结构模型,使用模拟软件进行仿真并计算收集极效率。结果表明,3个收集极结构模型的效率分别由原来的80.1%、57.5%、42.1%提高到82.55%、62.6%、59.2%。该结果对于空间行波管收集极的设计具有重要参考价值。 展开更多
关键词 空间行波管 收集极 二次电子发射 无氧铜 化学刻蚀
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