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一種大功率連續波磁控管的高頻電磁場與熱應力場耦合分析
丁海兵; 馮彤; 李偉松; 陸登峰; 吳迪 中國科學院電子學研究所高功率微波源與技術重點實驗室; 北京100190; 北京控制與電子技術研究所; 北京102308
關鍵詞：磁控管 諧振系統 熱應力 隔模帶 耦合分析
摘要：本文發展一種應用于大功率連續波磁控管腔體的高頻電磁場熱應力場耦合分析方法。首先,采用等效電路理論與數值仿真方法研究一種大功率連續波磁控管諧振系統在無隔模帶、單環隔模帶和雙環隔模帶情形下的工作模式、諧振頻率和品質因數的內在關系;其次,對扇形和扇槽形陽極葉片的溫度分布進行理論推導。研究發現,隔模帶能夠提高諧振系統的模式分隔能力,但也會增大損耗、降低品質因數;再者,通過對比不同冷卻條件下諧振系統的熱應力、形變、溫度和諧振頻率,設計出滿足30 kW連續波輸出磁控管散熱的冷卻水路和相匹配的冷卻條件;最后,結合二者得到陽極葉片溫度與π工作模式諧振頻率間的對應關系并給出磁控管的熱漂移曲線。
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