螺旋线行波管注波互作用数值模拟研究

发布时间：2024-05-09 19:01

　　随着我国航空航天事业的快速发展,对高性能螺旋线空间行波管的国产化需求不断增加,对我国高性能空间行波管的设计及研制提出了极高的要求。目前,我国行波管的研制主要以理论研究指导螺旋线行波管的设计为主,这种方法精度低,难度大,效率低下,尤其以注波互作用过程最为关键,光靠理论解析研究,很难分析注波互作用复杂的过程,从而对管子的设计和研制带来极大的影响和不确定性。然而随着各种数值算法的出现以及其在电磁学中的广泛应用,这为分析复杂的注波互作用过程提供可能,但由于各种数值模拟方法存在差异性,并且单一数值软件对于注波互作用的模拟,存在或设计优化效率低下或计算精度不高的弊端。同时目前仿真计算主要采用电子光学、高频电路或者注波互作用过程的分离式模拟,没有对行波管整管进行一体式仿真计算。为此,如何准确有效地进行注波互作用数值模拟以及能否用整管模拟的方法指导行波管设计和研制将显得很有意义和价值。本文分别采用不同的数值模拟软件对螺旋线行波管注波互作用进行数值模拟研究。以Ku波段螺旋线行波管高频结构为例,首先,利用解析理论与有限元算法相结合的MTSS软件,对其注波互作用过程进行快速的参数化数值模拟,综合模拟数据与优...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1螺旋线行波管的基本构成

图1-1螺旋线行波管的基本构成电子枪：易的电子枪包括阴极，控制极，阳极，它是用来发射电子束的模块强度可控。电子束主要是用来与高频电磁波进行互作用能量交换，的形状和尺寸都要满足一定的要求，为了有良好注波互作用的产生度需要略大于高频电磁波的相速。螺旋线慢波系统：旋线慢波系统是电子....

图2-3Yee氏网格单元及电磁场与空间离散点的关系

vdt，E是电场强度矢量，B是磁感应强度矢量矢量。式(2-28)和式(2-29)中，F是力矢量，度矢量。在粒子模拟过程中，以上公式的求解6)求解更新电场值，式(2-25)更新磁场值，再动量值，再依据式(2-29)计算粒子的速度并更方法主要理论法数值模拟螺旋线行波管注....

图3-1高频结构示意图

(a)(b)图3-1高频结构示意图。(a)三维模型；(b)二维模型表3-1高频结构尺寸结构尺寸结构尺寸螺旋线内径(Ra)0.73mm螺距(pitch)0.78mm螺旋线宽度(w)0.38mm管壳内径(Rc)1.5mm夹持杆宽度(m)0.4mm频带....

图3-2归一化相速

(a)(b)图3-1高频结构示意图。(a)三维模型；(b)二维模型表3-1高频结构尺寸结构尺寸结构尺寸螺旋线内径(Ra)0.73mm螺距(pitch)0.78mm螺旋线宽度(w)0.38mm管壳内径(Rc)1.5mm夹持杆宽度(m)0.4mm频带....

本文编号：3968500