[发明专利]一种收集极结构参数的选取方法

摘要

该发明公开了一种收集极结构参数的选取方法，属于行波管收集极的设计领域，涉及到收集极结构参数的选取方法。当入口条件给定时，入口电子的能量就已定了，由MTSS(Microwave Tube Simulator Suite,微波管模拟器套装)可以计算出收集极效率最高时各级电极所加电压的大小，则电子打到收集极各级上所产生的热量就已定了。本发明假设电子均匀打在收集极的侧壁上，根据电子打到收集极上所产生的热量的大小来计算收集极各级的尺寸。这样就可以保证收集极不会因为热量散不出去而使温度过高而损坏收集极的性能和寿命。

主权项

一种收集极结构参数的选取方法，该方法包括：步骤1：通过对收集极入口处电子的状态进行分析，利用MTSS计算收集极效率最高时，收集极各级所对应的电压值；步骤2：利用MTSS所得到的收集极各级所对应电压值，计算出电子打到收集极上所产生的热功率，使所产生的热功率P热等于收集极自身的耗散功率P耗，其中P耗的表达式为：P耗＝α·S式中α为收集极表面的平均耗散功率密度，S为收集极侧壁的表面积；根据电子打到收集极上所产生的热功率的大小P热计算出收集极的侧壁表面积的大小；根据实际条件确定出收集极的外半径及厚度，由此得出收集极各级对应的电极长度；其中第一级收集极尺寸计算方法为：P1=ΣN1uiI]]>P回1＝N1·|V1|I其中，P热1表示第一级所产生的热功率，入口处第i条电子轨迹内电子的能量的大小为Ei，所对应的电压降为ui，N1表示第1级收集极所收集的电子轨迹的数目，V1表示第1级收集极所加电压的大小，I表示各条电子轨迹的电流大小；第一级尺寸计算公式为：P热1＝2π(R‑d)·h1·α其中R为收集极外半径的大小，d为收集极侧壁的厚度，h1为第一级收集极的长度；第二级收集极的尺寸计算方法与第一级相同；第三级收集极中：P热3＝N·e(U‑|V3|)；其中，P热3为第三级所产生的热功率，N表示入口处电子轨迹数，U为螺旋线电压的值，V3为第3级收集极所加电压的大小；第三级尺寸计算公式与第一级相同；步骤3：根据步骤1获得收集极各级所对应的电压值确定各级电压待选区间；将收集极各级电压±10％的电压区间作为电压待选区间；根据实际需要确定步长d，在各级电压待选区间中以步长d遍历所有电压，遍历过程中采用MTSS方法计算出该收集级的最高效率，将最高效率对应的各级电压值设定为收集级各级对应的电压值。