高功率回旋管輸出窗的研究.pdf

1、輸出窗是高功率回旋管的關(guān)鍵部件之一。它的好壞直接影響回旋管的性能，甚至整管研制的成敗。如果窗片的反射升高，在高功率情況下返回到高頻系統(tǒng)的功率將顯著上升，引起寄生模式在高頻系統(tǒng)中自激振蕩，從而降低回旋管的高頻輸出功率和模式純度，乃至于使回旋管不能正常穩(wěn)定工作?？梢娫O(shè)計(jì)出低反射輸出窗片非常重要。由于窗片介質(zhì)損耗因子的存在，當(dāng)微波通過輸出窗時(shí)會(huì)在窗片中產(chǎn)生高頻介質(zhì)損耗，微波的功率越高，產(chǎn)生的熱量就越多。這就會(huì)導(dǎo)致輸出窗片溫度過高，熱應(yīng)力過大。

2、當(dāng)窗片的熱應(yīng)力超出它的承受能力時(shí)，窗片就會(huì)破裂。因此，有必要對(duì)輸出窗進(jìn)行熱分析研究，為輸出窗的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 本文對(duì)回旋管輸出窗的設(shè)計(jì)方法和輸出窗片的介質(zhì)材料進(jìn)行了概述；推導(dǎo)出了輸出窗片的反射率與其厚度的關(guān)系式以及輸出窗片內(nèi)的場(chǎng)幅值分布的表達(dá)式。對(duì)回旋管輸出窗片的設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化；計(jì)算了輸出窗在連續(xù)波功率、脈沖功率條件下的溫度分布和應(yīng)力分布；計(jì)算了回旋管輸出窗的功率容量。 主要工作如下：一.概述了回旋管輸出窗的設(shè)計(jì)以及

3、輸出窗片的介質(zhì)材料的要求；比較幾種常見介質(zhì)材料的的特點(diǎn)；分析了輸出窗損壞的主要原因。 二.利用反射定律，折射定律以及Fresenel定律研究了回旋管輸出窗片的厚度對(duì)輸出毫米波的反射率的影響，進(jìn)而對(duì)輸出窗片的厚度進(jìn)行了優(yōu)化，計(jì)算了工作在不同中心頻率和不同模式下回旋管的無反射藍(lán)寶石輸出窗片的厚度；研究了輸出窗片內(nèi)瞬時(shí)場(chǎng)幅值分布以及輸出窗的反射率與頻率的關(guān)系。 三.計(jì)算了回旋管輸出窗片上的吸收功率面密度分布。用有限差分法對(duì)回旋