行波管电子枪阴极组件热分析及二次开发

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2、库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要行波管具有频带宽、增益高、动态范围大、噪声低和可以多模工作等特点，是一种重要的微波信号放大器件，在军事和航空工业中得到广泛的应用。随着时代的进步和技术的发展，对行波管的性能指标也提出了更高的要求。在行波管的各项特性中，热特性是其中一项非常重要的性能，行波管的热分析主要是针对温度对结构引起的热形变和部分组件的散热问题进行研究。它直接影响行波管工作的稳定性和可靠性，在行波管的研发过程中，模拟热分析是其中重要的一个环节

3、。行波管电子枪的阴极组件大多采用热发射来产生与微波电路发生互作用的电子注，阴极在高温情况下产生热形变，引起阴极结构的变化，进而对阴极发射参数产生影响，所以对行波管的阴极组件进行热分析和应力分析具有重要的意义。现代电子计算机水平的高速发展和有限元理论的不断完善，为提高行波管的设计能力和缩短研发周期提供了条件，用CAD软件对行波管进行模拟分析已成为一种主要手段。本文首先用ANSYS有限元软件对电子枪阴极组件进行热分析，采用瞬态分析的方法计算出组件的温度变化情况，以及温度稳定后的形变大小和等效应力分布情况。并将热形变数据作为初始条件导入到MTSS软件中重新模拟仿真

4、分析，计算得出形变前后的阴极发射电流、射程和注腰半径。数据对比表明，阴极发射电流、射程和注腰半径等值形变后较形变前都有所增大。最后在ANSYS中利用UIDL和APDL语言进行二次开发，研发了简单易用的阴极热分析模块，方便了不熟悉ANSYS软件的研究人员分析电子枪阴极组件的热状态。论文为电子枪阴极组件的热分析提供一种模拟方法，优化了在ANSYS中的热分析流程，验证了这种优化方法的可靠性，具有一定的理论和工程价值。关键词：电子枪阴极组件，ANSYS，热分析，二次开发I万方数据ABSTRACTABSTRACTWiththecharacteristicsofwide

5、band,highgain,largedynamicrange,lownoiseandcanworkinmultimode,Travelingwavetube(TWT)isanimportanttypeofmicrowavesignalamplifierdevice,itiswidelyusedinmilitaryandaviationindustry.Withtheprogressofthetimesandtechnicaldevelopment,thehigherperformanceoftheTWTisrequired.Thermalcharacter

6、isticisoneofmanyimportantpropertiesofTWT,thethermalanalysisofTWTismainlyaimedatthermaldeformationcausedbytemperatureandheatdissipationonsomecomponents,thetwoproblemsdirectlyaffectsTWT’sworkingstabilityandreliability,intheprocessofresearchanddevelopment,thermalanalysissimulationisan

7、importantlink.TWTelectronguncathodegenerateelectronbeaminteractionwiththemicrowavecircuitinthermalemissionwayasusual,thecathode’structurechangesbecauseofthehightemperaturewhichcausethedeformation,andinfluencethecathode'semittingparameters,sothethermalanalysisandstressanalysisofTWTh

8、asanimportantimplications.