行波管电子枪噪声性能的仿真分析

发布时间：2017-04-15 11:19

  本文关键词：行波管电子枪噪声性能的仿真分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着行波管等微波真空电子器件向着高带宽、高增益和输出功率及小尺寸的方向发展,系统对行波管噪声性能的要求越来越高。在此情况下,本文针对行波管电子枪的噪声性能仿真分析开展了以下研究：首先,对行波管电子枪主要噪声的种类与产生机理、噪声性能指标、研究现状及相关的仿真分析软件等进行了总结。然后,在已有的行波管电子枪仿真模型与程序的基础上,本文设计编写和实现了噪声电子发射模块,完善了离子轰击致表面退化情况下的阴极电子发射程序,建立了行波管电子枪综合噪声仿真分析模型,定义了二维电子枪噪声参数——分布式噪声波阻抗。该模型可用于对行波管电子枪内由阴极电子发射引起的散粒噪声和速度噪声进行仿真,同时可对阴极受离子轰击的表面膜层和电子发射退化过程进行仿真,得到电子枪中带噪声电子注的形态、及给定输出端面的分布式噪声波阻抗。利用所建立的模型仿真分析了不同温度和电流条件下噪声和离子轰击对电子注形态、速度分布、输出端电流波动、速度波动和分布式噪声波阻抗等的影响。最后,将对给定电子枪的仿真结果与已有文献中仿真、计算和实验的结果及CST的仿真结果进行了对比,结果表明利用本仿真模型得到的电子注注腰位置比前人文献及CST仿真的结果都更接近实测结果,与电子注通用发散曲线结果接近,所得电子注半径则比利用电子注通用发散曲线和CST得到的结果更精确,初步验证了本仿真模型的正确性、适用性和更强的电子枪噪声性能仿真能力。本文工作为综合考虑行波管电子枪内噪声性能的研究提供了一种新的有效的仿真分析手段。
【关键词】：电子枪 噪声性能仿真 散粒噪声 速度噪声 分布式噪声波阻抗
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN124
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 行波管概述9-11
• 1.1.1 行波管结构与分类9-10
• 1.1.2 行波管阴极类型与发展10-11
• 1.2 行波管相关技术研究现状11-14
• 1.2.1 整管技术11-12
• 1.2.2 阴极技术12-14
• 1.3 行波管噪声性能分析与抑制技术研究现状14-18
• 1.3.1 行波管噪声性能参数15-16
• 1.3.2 行波管噪声性能分析16-17
• 1.3.3 行波管噪声抑制技术17-18
• 1.4 行波管仿真软件18-20
• 1.5 本文研究意义和主要研究内容20-23
• 第二章 电子枪噪声机理与噪声参数分析方法23-35
• 2.1 电子枪噪声机理23-25
• 2.1.1 散粒噪声23
• 2.1.2 速度噪声23-25
• 2.1.3 离子噪声25
• 2.2 电子枪噪声性能参数计算和测量方法25-34
• 2.2.1 噪声参数的计算方法25-30
• 2.2.2 噪声参数的测量方法30-34
• 2.3 本章小结34-35
• 第三章 行波管电子枪噪声性能仿真模型35-47
• 3.1 模型的总体结构35
• 3.2 分布式噪声波阻抗35-36
• 3.3 电子注形态仿真模块36-37
• 3.4 噪声源及其加载37-41
• 3.4.1 散粒噪声源及其加载37-38
• 3.4.2 速度噪声源及其加载38-39
• 3.4.3 非均匀阴极表面发射电流的计算39-41
• 3.5 模型仿真性能分析41-42
• 3.6 模型正确性验证42-45
• 3.7 本章小结45-47
• 第四章 行波管电子枪噪声性能仿真与结果分析47-59
• 4.1 噪声对电子注形态的影响48-49
• 4.2 温度对阴极表面速度噪声的影响49-50
• 4.3 电子枪输出端噪声性能分析50-57
• 4.3.1 速度分布50-55
• 4.3.2 噪声对电子枪输出电流和电子束稳定性的影响55-56
• 4.3.3 输出端分布式噪声阻抗估计56-57
• 4.4 本章小结57-59
• 第五章 总结与展望59-61
• 5.1 总结59
• 5.2 展望59-61
• 致谢61-63
• 参考文献63-69
• 攻读硕士期间参与课题与发表学术论文情况69

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