跳频工作的相对论磁控管研究
本文关键词:跳频工作的相对论磁控管研究 出处:《电子科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:在以高功率微波效应为研究背景分析了不同频点的微波源对于高功率微波系统的影响后,广泛调研了相对论磁控管的发展历程及现状,进而引出了本文的核心内容:相对论磁控管的跳频技术。相对论磁控管的跳频技术是指在两个工作频点直接的变频技术,由于相对论磁控管中不同的工作频点对应着不同的工作模式,所以其跳频技术的实质是两种工作模式(?模与2?模)之间的跳变。本文以经典的A6型相对论磁控管为依据,通过理论分析相对论磁控管的工作区间B-H曲线,提出了三种能够实现相对论磁控管跳频技术的方案:①改变工作条件即电调谐方式实现相对论磁控管频率跳变。选取半径为12.3mm的圆柱阴极,调节工作电压或者工作磁场能够实现相对论磁控管输出频率的快速跳变,粒子模拟表明:固定磁场为7500Gs,当电压1100kV时,输出微波的中心频率2.83GHz,工作在?模式,当电压1200kV时,输出微波中心频率4.3GHz,工作在2?模式。固定电压为700kV,当磁场5750Gs时,中心频率2.85GHz,工作在?模式,当磁场5000Gs时,中心频率4.3GHz,工作在2?模式;②分析不同阴极半径情况下?模及2?模高频场的变化,得出结论当阴极半径较大时相对论磁控管有利于工作在2?模式,当阴极半径较小时有利于工作在?模式;③结合透明阴极理论:当阴极金属条数目与谐振腔个数相等时有利于相对论磁控管工作在2?模式,设计了一种6个扇形结构的透明阴极,当阴极角向与阳极块相对应时有利于工作在2?模式,输出微波的中心频率4.2GHz,当旋转阴极角向位置后,阴极角向与谐振腔相对应时其结构上等效于增大了阴阳极有效间距,在相同的工作条件下,其工作模式由2?模向?模跳变,输出微波的中心频率为2.9GHz。最后在现有实验条件下,对半径大小为12.2mm、13.4mm、13.9mm、14.8mm的圆柱阴极进行了实验测试,限于实验设备的工作磁场的调节范围有限,当圆柱阴极半径为13.9mm时,实验过程测得了相对论磁控管的跳频现象:当工作电压592kV,磁场3805.6Gs时输出频率为3.9GHz,工作在2?模式;当工作电压672kV,磁场4877.6Gs时输出频率为2.53GHz,工作在?模式。实验表明调节工作条件能够实现相对论磁控管的跳频技术。
[Abstract]:After analyzing the influence of microwave sources at different frequency points on high power microwave system, the development history and current situation of relativistic magnetron are investigated extensively. And then leads to the core content of this paper: the frequency hopping technology of relativistic magnetron, the frequency hopping technology of relativistic magnetron refers to the frequency conversion technology directly at two working frequency points. Because different operating frequency points in relativistic magnetron correspond to different working modes, the essence of frequency hopping technology is two working modes? Model and 2? Based on the classical A6 relativistic magnetron, the working interval B-H curves of the relativistic magnetron are analyzed theoretically. Three schemes that can realize the frequency hopping technique of relativistic magnetron are presented. The frequency jump of relativistic magnetron can be realized by changing the working condition of 1: 1. The cylindrical cathode with a radius of 12.3 mm is selected. The fast jump of output frequency of relativistic magnetron can be realized by adjusting the working voltage or working magnetic field. Particle simulation shows that the fixed magnetic field is 7500Gs, when the voltage is 1100kV. The central frequency of the output microwave is 2.83 GHz, working at? Mode, when the voltage is 1200 kV, the output microwave center frequency is 4.3 GHz, working at 2? Mode. Fixed voltage of 700kV, when the magnetic field is 5750Gs, the center frequency is 2.85GHz, working at? Mode, when the magnetic field is 5000 Gs, the central frequency is 4.3 GHz, working at 2? Mode 2 analysis of different cathode radii? Model and 2? When the cathode radius is large, the relativistic magnetron is favorable to work at 2? Mode when the cathode radius is small in favor of working in? Mode 3 combined with transparent cathode theory: when the number of cathode metal bars is equal to the number of resonators, the relativistic magnetron works at 2? In this paper, a transparent cathode with six sectorial structures is designed. When the cathode angle is corresponding to the anode block, it is advantageous to work at 2? Mode, the central frequency of the output microwave is 4.2 GHz. When the cathode angle is rotated to the position of the cathode, the cathode angle corresponds to the resonator and its structure is equivalent to the increase of the effective distance between the cathode and the cathode, under the same working conditions. Its working mode is 2? Motohiro? The central frequency of the output microwave is 2.9 GHz. Finally, under the existing experimental conditions, the radius of the microwave is 12.2mm, 13.4mm and 13.9 mm. An experimental test of 14.8 mm cylindrical cathode is carried out, which is limited to the adjusting range of the working magnetic field of the experimental equipment, when the radius of the cylindrical cathode is 13.9 mm. The frequency hopping phenomenon of relativistic magnetron was measured during the experiment. When the working voltage is 592 kV and the magnetic field is 3805.6 Gs, the output frequency is 3.9 GHz and the output frequency is 2? Mode: when the working voltage is 672 kV and the magnetic field is 4877.6 Gs, the output frequency is 2.53 GHz, working at? The experiment shows that the frequency hopping technique of relativistic magnetron can be realized by adjusting the working conditions.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN123
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,本文编号:1435779
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