行波管電子槍及收集極的熱分析研究

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1、ＨＩ｜４擊寺寺成＊葦ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ＾專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩±學(xué)位論文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ．．．扇Ｉ論文題目行波管電子槍及收集極的熱分析妍究專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別工程碩ｄｒ學(xué)號(hào)２０１３２２０４０４５６作者姓名戴文駭Ｉ獨(dú)劍性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)

2、過(guò)的研究成果，也不包含為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。至也巧月３作者簽名；載日期：戶(hù)／＾＾年／日論文使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。儲(chǔ)（保密簽的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）名：務(wù)作餐導(dǎo)婦《；

3、日期：么〇１（？年月／〇日分類(lèi)號(hào)密級(jí)注1UDC學(xué)位論文行波管電子槍及收集極的熱分析研究（題名和副題名）戴文駿（作者姓名）指導(dǎo)教師胡權(quán)副教授電子科技大學(xué)成都（姓名、職稱(chēng)、單位名稱(chēng)）申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別工程碩士工程領(lǐng)域名稱(chēng)電子與通信工程提交論文日期2016.04論文答辯日期2016.05學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)2016年06月答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人注1：注明《國(guó)際十進(jìn)分類(lèi)法UDC》的類(lèi)號(hào)。ThermalAnalysisofElectronGunandCollectorForTravelingWaveTubesAMasterThesisSubmittedtoUniver

4、sityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:WenjunDaiSupervisor:QuanHuSchool:SchoolofPhysicalElectronics摘要摘要行波管具有工作頻帶寬，輸出功率大，效率高，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，是目前廣泛使用的大功率微波放大器件。由于熱特性影響著行波管的工作性能，熱分析成為了行波管研制中重要的一部分。隨著微波管CAD技術(shù)的飛速發(fā)展，在行波管的設(shè)計(jì)過(guò)程中使用軟件模擬行波管溫度分布并指導(dǎo)設(shè)計(jì)就顯得十分必要。論文的主要內(nèi)容如下：1.行波管電

5、子槍的熱分析論文中研究了行波管工作于自然環(huán)境中與真空環(huán)境中，電子槍需采用不同的熱邊界條件設(shè)置，使用ANSYS軟件分別計(jì)算了兩種工作環(huán)境下電子槍的溫度分布，重點(diǎn)觀察了陰極的溫度以及陰極中心的溫度隨著時(shí)間的變化。對(duì)于工作在真空中的電子槍?zhuān)疚挠?jì)算發(fā)現(xiàn)真空溫度在-50攝氏度到80攝氏度之間改變時(shí)，陰極中心溫度變化不超過(guò)0.5攝氏度。接著使用間接耦合的方法計(jì)算了整個(gè)電子槍的形變值，結(jié)合軟件MTSS計(jì)算發(fā)現(xiàn)陰極、控制極、陽(yáng)極的熱形變對(duì)電子槍影響較大，使電子槍陰極發(fā)射總電流、注腰位置、注腰半徑都有增大，注腰半徑變化最大。整體比較了電子槍工作于自然環(huán)境中和真空環(huán)境中散熱能力的差異，結(jié)論是3自然環(huán)境

6、中散熱能力強(qiáng)些。在熱絲上施加某同一熱生成率（單位W/mm）時(shí)，計(jì)算發(fā)現(xiàn)工作于自然環(huán)境中的電子槍陰極溫度比工作于真空環(huán)境中電子槍陰極的溫度低2攝氏度。接著在ANSYS中建立完整電子槍模型與簡(jiǎn)化電子槍模型（僅含陰極、陰極筒、熱絲）進(jìn)行熱分析，發(fā)現(xiàn)兩種情況下，要使得陰極表面獲得大致相同的溫度，施加在熱絲上的熱生成率相差很大。本文還研究了在ANSYS中建立電子槍模型時(shí)，熱絲形狀對(duì)最終計(jì)算結(jié)果的影響，結(jié)論是在熱絲上施加相同的功率，其他設(shè)置保持不變，熱絲形狀對(duì)計(jì)算結(jié)果影響很小。在電子槍的內(nèi)部設(shè)置了兩組輻射對(duì)，本文計(jì)算了兩組輻射對(duì)相應(yīng)的環(huán)境溫度的改變對(duì)電子槍溫度分布的影響。2.行波管收集極的熱分析

7、論文中使用MTSS軟件計(jì)算得到收集極內(nèi)表面的能量（熱耗）分布，研究了收集極內(nèi)表面均勻熱流密度分布與非均勻熱流密度分布的求解方法。對(duì)同一單級(jí)降壓收集極模型，在ANSYS中計(jì)算了在收集極內(nèi)表面加載這兩種熱流密度得到的溫度分布，結(jié)果顯示：兩者總體溫度分布大致相同，在收集極內(nèi)表面加載非均勻熱流密度分布時(shí)，計(jì)算結(jié)果表明收集極銅結(jié)構(gòu)的高溫在收集極末端。關(guān)鍵詞：行波管電子槍?zhuān)占瘶O，熱分析，ANSYS，MTSSIABSTRACTABSTRACTTWT(traveling