螺旋线行波管慢波组件散热性能的研究进展

螺旋线行波管具有宽频带、高增益和高功率等优点,当今被大量应用于卫星通信系统、电子对抗系统和雷达系统。慢波组件是螺旋线行波管的关键组成部分,它的性能优劣直接决定着整管水平。慢波组件的散热性能不仅是决定行波管平均输出功率的主要因素,也是直接影响行波管工作稳定性与可靠性的重要因素。本文针对螺旋线行波管慢波组件,总结了螺旋线慢波组件散热性能的实验测试方法和理论分析方法,分析了影响散热性能的各种因素和各种改善方法。分析比较了不同材料的螺旋线、管壳和夹持杆,不同结构的夹持杆和管壳,不同组件装配方法对慢波组件散热性能的影响。介绍了将金刚石和纳米材料等新型材料应用于螺旋线慢波组件的研究进展。

不同造粒工艺的肥芯-包膜微结构特征与缓/控释性能的研究

目的从控释肥的肥芯研究及评价入手,提高产品控释性能。方法应用扫描电镜对4种不同造粒工艺的肥芯及其包膜缓/控释肥的膜结构特征进行分析,并结合2种肥芯的包膜缓/控释肥氮素淋溶特性分析了不同造粒工艺对缓/控释性能的影响。结果油冷复肥颗粒外表面最光滑,转鼓复肥颗粒外表面最粗糙且多孔,高塔复肥和圆盘复肥颗粒外表面居中;油冷复肥核芯紧实度最优,转鼓复肥紧实度最差,高塔复肥和圆盘复肥核芯紧实度居中;油冷芯肥的膜-芯接触最紧实,转鼓芯肥的膜-芯有明显空隙,而高塔芯肥和圆盘芯肥则居中。土柱淋溶试验表明,油冷核心缓/控释肥的氮累积溶出率远低于转鼓核芯缓/控释肥。结论产品控释性能与其膜-芯结构的差异有密切关系,本论文研究和发现了控释肥肥芯对控释肥养分控释效果改善的贡献。

不同材料管壳对螺旋线慢波系统性能的影响

利用实验测评和模拟分析的方法研究了螺旋线慢波系统中采用不同材料的管壳对其性能的影响。主要分析了蒙乃尔管壳、铜管壳和蒙乃尔内嵌铜管壳的应用,对螺旋线慢波系统的散热性能和高频特性的影响。研究表明,在蒙乃尔管壳内部嵌铜,即可以保证管壳的机械强度,又可以改善慢波系统的散热性能,并在低频段降低高频损耗。

镀膜组件对螺旋线慢波结构性能的影响

本文利用实验测试和软件仿真的方法,分析研究了镀膜组件的应用对慢波结构的散热性能和高频特性的影响。研究表明:在螺旋线外表面镀膜可以改善慢波结构的散热性能和高频损耗;金属化夹持杆实现焊接装配,可以有效地提高慢波结构的散热性能;在夹持杆的两侧镀膜可以显著地调节慢波结构的高频特性。

夹持杆的结构和尺寸对慢波结构散热特性的影响的研究

该文利用ANSYS软件对采用不同结构夹持杆的慢波组件的散热性能进行了分析。分别在稳态和瞬态两种情况下,分析与比较了采用不同结构的夹持杆对慢波组件的散热性能的影响。得出了不同结构夹持杆在影响组件散热时的几个因素,对慢波组件夹持杆结构和尺寸的设计有一定的参考作用。

一种提高相对论返波管功率容量的方法

对相对论返波管实验中射频击穿现象进行了分析和数值模拟研究,发现谐振反射器和慢波结构的局部场增强诱导了场致电子发射,引起了金属表面的射频击穿,通过研究分析,提出采用分布反馈式谐振反射器,并采用梯形倒角非均匀慢波结构替换正弦慢波结构的方法来抑制射频击穿。数值模拟研究表明,在微波功率2GW时,改进后的反射器最大场强由1.4MV/cm降低为570kV/cm,慢波结构表面最大电场由1.1MV/cm降低到780kV/cm。改进后的结构在二极管电压765kV时获得了微波功率2.2GW、脉宽45ns的实验结果,微波功率和脉宽得到显著提升。

螺旋线行波管中慢波系统散热性能的研究进展

研究慢波系统的散热性能对改善螺旋线行波管的各项特性具有十分重要的意义。综合叙述了在慢波系统的散热性能影响因素和改进手段方面的研究结果。介绍了新型装配方法和金刚石材料在慢波系统制备中的应用,对各种方法的效果进行了分析比较,并指出新方法和新材料的采用有效的提高了散热性能,促进了更高性能的行波管的研制。

螺旋线行波管慢波系统的综合热分析法

该文提出了一种研究螺旋线行波管慢波系统散热性能的综合分析方法。该方法以一定的预备实验为前提条件,利用理论公式推算出接触处的界面热阻率,使用仿真软件进行精确的模拟研究。该方法可以准确的反映慢波系统的散热性能,可以降低实验成本,节约材料,节省实验时间。通过对采用氧化铍夹持杆、氮化硼夹持杆和镀铜螺旋线的慢波组件的研究,验证了该方法的一致性和可行性。

排气工艺对慢波系统散热性能的影响

通过多次的实验测试,研究了排气工艺对螺旋线行波管慢波系统散热性能的影响。首先,对未装入整管的慢波系统在排气处理前后进行了实验研究。然后,对几支不同的整管进行了研究,实验所测试的整管中慢波系统分别采用了不同的装配方法。分析与比较实验结果,得到了十分一致的结论。

夹持杆材料对螺旋线慢波组件散热性能的影响

慢波组件是螺旋线行波管的关键组成部分,它的性能优劣直接决定着整管水平。本文利用无变形热挤压方法制备了不同材料夹持杆的慢波组件。分析比较了不同夹持杆对慢波组件散热性能的影响。介绍了将金刚石应用于螺旋线慢波组件的研究。

不同方法制备的螺旋线慢波组件的散热性能的研究

利用电阻温度系数法对冷弹压法、缠钼带热挤压法、石墨热挤压法、磁控溅射覆膜法及新型的无变形热挤压法制备的慢波组件散热性能进行了实验研究,结果表明石墨热挤压法、磁控溅射覆膜法和无变形热挤压方法比冷弹压法和传统的缠钼带热挤压法制备的慢波组件散热性能强许多。传统的石墨热挤压法可与无变形热挤压法制备的组件的散热能力相比拟,但石墨热挤压法会引起慢波组件的两次变形,使慢波组件的微波反射点增多增强,溅射镀膜法比无变形热挤压法制备的慢波组件散热性能强一些,但由于焊接法工艺的复杂性降低了其优势。这些结果为制备散热性能强的慢波组件提供了有益的实验结果。

螺旋线慢波结构散热性能的理论研究

建立了二维研究模型和一维近似模型,通过不同的方法对螺旋线慢波结构进行理论热分析。得到慢波结构中螺旋线、夹持杆和管壳温度差的表达式。对特定的结构进行热分析,比较了各种方法得到结果的一致性。该项理论研究对改善螺旋线行波管散热性能具有重要的意义。

基于灰色系统理论的单桩承载力预测

单桩竖向抗压静载试验作为确定单桩承载力的最可靠和直观的方法一直沿用至今。如何利用未达破坏的静载试桩资料外推预估单桩极限承载力具有十分重要的工程意义和经济价值。本文将灰色系统理论的GM(1,1)预测模型应用于缓变型Q-S曲线的未来变化预测上,通过对模型精度检验,模拟预测结果的对比分析,得到了令人满意的效果。为静载试验的信息化及预估单桩极限承载力提供了一种简便可行的新方法。

螺旋线慢波结构中界面热阻率的研究

通过理论和实验的方法,对螺旋线慢波结构中的界面热阻率进行了研究.分析了两个接触处的界面热阻率对慢波结构散热性能的不同影响.提出了一种计算界面热阻率的方法,并对其准确性和可行性进行了验证.该方法可以分别估算两个接触处的界面热阻率,并考虑了组件材料属性随温度变化的特性.利用该方法研究了夹持杆材料和装配方法对螺旋线慢波结构界面热阻率的影响.

金刚石材料对螺旋线慢波组件散热性能的影响

螺旋线慢波组件的散热性能是影响行波管输出功率、工作稳定性及可靠性的重要因素.金刚石材料具有极高的导热性能,将金刚石材料应用于螺旋线慢波组件的制备,可以在一定程度上改善组件散热性能.本文计算模拟分析了沉积金刚石薄膜的夹持杆、沉积金刚石薄膜的螺旋线以及金刚石夹持杆对慢波组件散热性能的影响.结合实验和模拟对比研究,使计算机仿真与实验测试紧密关联,提高了计算机模拟研究准确性,为金刚石材料在慢波组件中的应用提供了重要的参考依据.

椭圆柱微腔光子晶体耦合腔波导的慢光特性研究

采用大介质柱和椭圆介质柱环绕微腔结构构成光子晶体耦合腔光波导(PC-CROW),在获得慢光的同时,其缓存特性也获得了提高。当普通介质柱半径为0.25a(a为光子晶体晶格常数),环绕微腔圆形大介质柱半径为0.35a时,得到小于2.37×10-4c(c为真空中的光速)的导模群速度,这比均匀介质柱微腔波导的最大群速度减小了一个数量级,存储容量也有所下降;考虑到缓存性能,为了进一步改善PC-CROW的慢光性能和缓存特性,将环绕微腔大介质柱椭圆化,在椭圆长轴为0.42a,短轴为0.20a时,获得导模群速度小于2.3053×10-4c,存储容量达到9.8214 bit,品质因子Q也达到了最大值3575.1。

螺旋线慢波结构夹持性能测试方法研究

提出了一种由螺旋线慢波结构热分布特性来获知其夹持性能的方法.设计了基于光纤光栅和热电偶的分布式温度测试平台,计算和分析了光纤光栅等测温元件对慢波结构散热特性的影响.搭建了实验系统,研制了分布式微型光纤光栅温度传感阵列,并对某型X波段行波管慢波结构进行对比测试.结果表明,实验获得的温差曲线可准确判别慢波结构夹持性能的优劣,且不破坏器件结构与性能.