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如何迅速地预言行波管整管和多级降压收集极的效率

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真空电子技术 1982年第1期 34-38页

作者：徐嘉恭

本文给出了一组简单的表达式,只需用一只袖珍电子计算器即可迅速而精确地预言行波管的整管效率。

关键词：行波管电子注电子效率降压收集极栅控微波管导流系数收集极效率预言

用于倍频程带宽、高性能行波管的小型、81～83.5％效率的2级和4级降压收集极

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真空电子技术 1978年第3期 38-49页

作者：徐德蜀

在美国空军(USAF)——国家航宇局(NASA)共同制定的规划中,Lewis研究中心正在进行电子对抗行波管效率的改进工作,它是通过采用多级降压收集极(MDC)以及在该中心所探索的对耗能电子注的再聚焦技术来实现的。在本规划的分析阶段,计算了整... 详细信息

在美国空军(USAF)——国家航宇局(NASA)共同制定的规划中,Lewis研究中心正在进行电子对抗行波管效率的改进工作,它是通过采用多级降压收集极(MDC)以及在该中心所探索的对耗能电子注的再聚焦技术来实现的。在本规划的分析阶段,计算了整个行波管的三维电子注轨迹。轨迹计算一直到耗能电子注的再聚焦区和降压收集极。对收集极效率、收集极损耗和管子总效率进行了验证和计算。在实验工作方面,首先对不用多级降压收集极的管子性能进行估测,然后对耗能电子注的对称性、圆度和速度离散作了分析。最后,装上了多级降压收集极,使其性能最佳并进行了估测。对于理想的行波管,三维理论表明:具有对称、圆型并有最佳再聚焦电子注的2级多极降压收集极在中心频带有81％的效率(多级降压收集极),而4级多级降压收集极有85％的效率。实验结果所获得的数据表明:一个倍频程带宽——(4.8～9.6)千兆赫、功率为330～550瓦行波管的2级和4级降压收集极的最小多级降压收集极效率分别为81％和83％。

关键词：多级降压收集极电子注栅控微波管行波管收集极效率倍频带倍频程带宽

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改进速调管效率的十级静电降压收集极

真空电子技术 1973年第1期 10-21页

作者：鲍贤杰

在一只1千瓦连续波750兆赫速调管上测试了一个十级静电降压收集极,它是借助于模拟计算机进行设计的。在不同的高频激励情况下,计算和测量的性能达到良好地一致。利用降压收集极,在高频满功率输出情况下,经能量交换的电子注的能量中的60... 详细信息

在一只1千瓦连续波750兆赫速调管上测试了一个十级静电降压收集极,它是借助于模拟计算机进行设计的。在不同的高频激励情况下,计算和测量的性能达到良好地一致。利用降压收集极,在高频满功率输出情况下,经能量交换的电子注的能量中的60％可得以回收。管子的纯功率转换效率以未降压时的54.3％上升到约为70.9％。在二分之一满功率输出情况下测得收集极效率为70％。在零高频功率输出情况下,收集极效率是80％。为了达到上述结果,需要在最后漂移管和收集极之间装置一个小型的聚焦线包。当采用收集极降压时,没有发现寄生振荡或不稳定性,电子返转也未大量增加。相邻一对收集极的内部短路,仅使收集极性能略微降低。

关键词：收集极效率降压收集极功率输出高频功率电压速调管栅控微波管电子注

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用多级收集极改进行波管的效率

真空电子技术 1976年第2期 62-65+79页

作者：孙瑜

在将行波管用作为输出放大器的机载和卫星微波系统里,可资利用的功率受到重量和价格考虑的限制。在这样的场合里,改进行波管的效率可以显著地提高输出功率。且在提高输出功率不如热耗散问题那样重要的应用场合里,从热方面考虑也希望改... 详细信息

在将行波管用作为输出放大器的机载和卫星微波系统里,可资利用的功率受到重量和价格考虑的限制。在这样的场合里,改进行波管的效率可以显著地提高输出功率。且在提高输出功率不如热耗散问题那样重要的应用场合里,从热方面考虑也希望改进效率。

关键词：收集极单级电子注级数倍频程级(透平机械) 倍频带栅控微波管行波管收集极效率

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耦合腔行波管多级降压收集极的模拟设计

真空科学与技术学报 2009年第6期29卷 624-636页

作者：马亚林江苏淮阴工学院计算科学系淮安223001

本文中较全面地讨论了多级降压收集极的物理模型。通过分析3个工作频率点高频输出端的电子注特性来设计多级降压收集极:借助电子注层流性参量,对带有再聚焦磁场的散群聚区进行优化,得到磁场参量的初始值;运用电子轨迹等效电位图,确定各... 详细信息

本文中较全面地讨论了多级降压收集极的物理模型。通过分析3个工作频率点高频输出端的电子注特性来设计多级降压收集极:借助电子注层流性参量,对带有再聚焦磁场的散群聚区进行优化,得到磁场参量的初始值;运用电子轨迹等效电位图,确定各电极的初步电位,通过收集极区结构和电极电位的优化得到较高的收集极效率;通过收集极的全面优化使收集极效率得到了进一步的提高;在考虑二次电子发射情况下,对收集极结构和电极电位进行优化,在保证收集极效率的情况下使二次电子回流率为零。模拟结果表明:借助电子注层流参量设计出带有再聚焦磁场的散群聚区使电子轨迹层流性得到较大改善;合理的结构和电极电位能得到较高的收集极效率;二次电子发射对收集极效率影响较大,合理的调节外凸锥形电极的倾角能避免二次电子回流。此设计运用于一耦合腔行波管收集极的模拟计算,达到了良好的效果。

关键词：耦合腔行波管多级降压收集极再聚焦磁场二次电子发射收集极效率二次电子回流模拟计算

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大功率行波管两级降压收集极的设计

强激光与粒子束 2017年第10期29卷 39-43页

作者：刘宇荣刘斌王大明南京三乐集团有限公司南京211800

主要介绍了某X波段大功率耦合腔脉冲行波管两级降压收集极的CAD分析、结构设计及研制结果。通过使用国营第七七二厂2.5维互作用程序软件包(TWTC软件)对行波管输出端96条电子轨迹的半径,轴向、径向速度模拟并分析,判断电子注层流性情况,... 详细信息

主要介绍了某X波段大功率耦合腔脉冲行波管两级降压收集极的CAD分析、结构设计及研制结果。通过使用国营第七七二厂2.5维互作用程序软件包(TWTC软件)对行波管输出端96条电子轨迹的半径,轴向、径向速度模拟并分析,判断电子注层流性情况,然后对两级降压收集极进行光学设计、结构设计和热分析,装管验证结果表明:实测值结果与理论计算的两级降压收集极各电极电流分配比例、收集极效率等参数接近。

关键词：大功率耦合腔脉冲行波管两级降压收集极电子轨迹收集极效率

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D波段行波管三级降压收集极的设计

太赫兹科学与电子信息学报 2020年第5期18卷 766-770页

作者：陈招子陈洪斌马乔生雷文强中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究院研究生院北京100088

效率是行波管(TWT)的重要技术指标,为提高某一0.22 THz折叠波导行波管的效率,需设计多级降压收集极。对注波互作用后的电子注信息进行分析,估算收集极效率最高时的电压设置。利用电磁仿真软件对三级降压收集极电极结构和电压设置进行仿... 详细信息

效率是行波管(TWT)的重要技术指标,为提高某一0.22 THz折叠波导行波管的效率,需设计多级降压收集极。对注波互作用后的电子注信息进行分析,估算收集极效率最高时的电压设置。利用电磁仿真软件对三级降压收集极电极结构和电压设置进行仿真优化,得到效率大于87.5%,回流电流小于0.3289 mA的轴对称三级降压收集极;在第二电极入口采用斜口结构进行仿真优化,得到回流电流小于0.075 mA的非轴对称三级降压收集极。结果表明,采用斜口结构可以有效降低0.22 THz行波管多级降压收集极的回流电流。

关键词：行波管非轴对称收集极收集极效率回流电流

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毫米波扩展互作用器件收集极设计和模拟

毫米波扩展互作用器件收集极设计和模拟

作者：秦政电子科技大学

学位级别：硕士

扩展互作用器件具有重量轻、体积小以及结构较为紧凑等特质,能够将大功率输出实现在毫米波甚至频率更高的太赫兹频段上,对于毫米波及太赫兹技术领域的发展具有极其重要的意义。在扩展互作用器件中,高频场能够与电子注进行互作用,电子注... 详细信息

扩展互作用器件具有重量轻、体积小以及结构较为紧凑等特质,能够将大功率输出实现在毫米波甚至频率更高的太赫兹频段上,对于毫米波及太赫兹技术领域的发展具有极其重要的意义。在扩展互作用器件中,高频场能够与电子注进行互作用,电子注将小部分能量传递给高频场,但大部分能量会通过热量的形式散失,使得电子效率很低。提高扩展互作用器件效率的重要方法之一是采用多级降压收集极(MDC)。通过多级降压收集极从互作用后的电子中回收大量的能量,使得扩展互作用器件的效率得到很大的提升。计算机模拟计算与辅助设计在器件的设计中发挥着重要作用。本论文通过计算机辅助设计软件研究设计了轴对称结构多级降压收集极,通过优化使收集极的效率得到了提高,并达到了提高整管效率的目标。论文中首先对多级降压收集极的相关理论进行了较为深入的分析,然后利用三维计算机辅助设计软件CST对扩展互作用振荡器(EIO)及三级降压收集极进行了设计,最后通过CST联合仿真进行了热稳态分析。本文的主要工作内容如下:(1)阐述了扩展互作用振荡器的工作原理,同时阐述了多级降压收集极的显著优势及工作原理。(2)通过CST的冷腔仿真和热腔仿真设计工作于35Ghz的EIO,功率达到3059.33W,效率达到了19.24%。(3)通过CST得到电子注进入EIO后与高频场互作用的结果,分析得到电子注的能量分布曲线作为收集极入口条件,对多级降压收集极进行计算。(4)通过改变收集极的电极电压以及椎体长度,比较使用不同形状发射面时收集极的效率,得到了效率达到75.6%的多级降压收集极。(5)运用CST软件对单级降压收集级和多级降压收集极进行了热稳态分析,比较了这两种收集极的热分布。(6)对已完成的工作进行总结,并对下一步工作提出计划。

关键词：扩展互作用器件多级降压收集极收集极效率热分析

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Ku波段行波管降压收集极的研制

Ku波段行波管降压收集极的研制

作者：陈燕电子科技大学

学位级别：硕士

行波管（TWT）是一种具有频带宽、功率大等特点的微波放大器的核心器件，已经被广泛应用于武器通讯系统。新一代微波放大器为了减小体积、重量、功耗，对行波管提出体积更小、重量更轻、效率更高的要求，以实现武器系统的小型化，提高... 详细信息

行波管（TWT）是一种具有频带宽、功率大等特点的微波放大器的核心器件，已经被广泛应用于武器通讯系统。新一代微波放大器为了减小体积、重量、功耗，对行波管提出体积更小、重量更轻、效率更高的要求，以实现武器系统的小型化，提高战场生存能力。在行波管中，电子经过电场加速后，将自身携带的小部分动能交给高频场，大部分动能以热量的形式损失，因此行波管效率非常低。降压收集极能够回收部分互作用后电子携带的动能，提高行波管效率。而多级降压能进一步提高行波管的效率，是实现行波管小型化高效率的有效途径。基于提高行波管收集极性能来提高整管性能,借助于计算机辅助设计软件和我厂成熟的行波管研制生产经验，本论文对轴对称结构的多级降压收集极（MDC）进行研究。试验结果表明，设计的多级降压收集极有效的提高了Ku波段行波管的性能。主要的工作内容如下：（1）阐述多级降压收集极的工作原理及优势。（2）ORION软件计算的慢波电路大信号互作用的结果作为多级降压收集极计算的入口计算条件。（3）通过ORION软件设计高效率多级降压收集极。（4）通过ANSYS软件对多级降压收集极进行热分析。（5）优化多级降压收集极的制造工艺。（6）将设计好的多级降压收集极装管试验。（7）对已完成的工作进行总结，对下一步工作提出计划。

关键词：行波管多级降压收集极收集极效率热分析