论文部分内容阅读
行波管自诞生以来就得到迅速发展和广泛应用。电子枪作为行波管的重要组成部分,对整管的工作性能起着决定性的作用。在具体模拟时工作人员发现,电子枪模拟结果有时和实际工作状态吻合较好,而有时会出现明显不一致的情况。这是由于电子枪的数值计算是依赖电子光学CAD软件而实现的,而设计师在使用软件模拟电子枪时诸多参量一贯采用默认设置,从而导致模拟结果与实际工作状态出现差异。所以电子枪参量的准确设置是至关重要的。本文主要对影响电子枪模拟结果的重要参量,包括阴极材料属性、网格尺寸及虚阳极位置等进行了研究与分析。通过电子枪模型对这些参量进行模拟,研究得出准确的参量取值方法。并对不同的轴对称电子枪和栅控电子枪模型进行分析模拟,验证了取值方法的合理性。研究结果表明,功函数和温度对阴极电流影响很大,因根据实际测量设置,通常取在可稳定发射的范围内;在保证收敛情况下,选取相对较大网格值来提高模拟效率;人为设置的虚阳极位置严重影响发射电流,通过比较我们认为,应选择阴极电流曲线极值点处作为虚阳极的准确位置。本文对影响电子枪模拟结果的其他重要参量,如:有限元阶次、局部对称计算、自适应及求解维数等也进行了研究与分析。将这些参量分别对栅控电子枪和轴对称电子枪两类模型进行模拟,并得到变化曲线。研究得出,准确模拟电子枪时,可首先选择有限元线性插值、1/4局部对称、非自适应和三维计算。通过分析这些参量,可以将模拟结果、计算时间和占用资源三部分进行更好的协调,在保证计算精度的前提下提高模拟效率。本文提出了轴对称及栅控电子枪重要参量的取值方法。通过电子枪模型,分别采用本文提出的与软件默认的两种参数设置方法进行模拟,并将其仿真结果进行对比。研究结果表明本文提出的参数取值方法具有重要作用与意义,为同行业内人士提供了方便有效的模拟仿真流程,缩短了电子枪的优化周期,避免了不必要的人力和材料等资源的浪费。