真空器件中電子槍的設計與研究.pdf

1、微波真空器件誕生于上世紀三十年代，在第二次世界大戰(zhàn)中，由于雷達、通信、導航、電子對抗使用的迫切需要，使其得到了空前的發(fā)展。二戰(zhàn)后，許許多多的微波真空器件相繼發(fā)明創(chuàng)造出來，一直到上世紀六十年代，其在我國軍事應用與國民生活中仍然占有非常重要的地位。盡管上世紀末，半導體器件的強勢侵入，在一定程度上代替了某些小功率的器件，但是真空器件在高頻率、高功率的領域仍然占有絕對優(yōu)勢。電子槍作為電真空器件的“心臟”，研究設計出低速度零散、大束流高質量電子槍

2、也是非常重要的。
　　在微波真空器件中，電子注被加速到接近光速的速度，攜帶有非常高的能量?，F(xiàn)代軍事電子裝備中，要想立于不敗之地，高功率微波真空器件仍起著十分重要的作用。普通微波真空器件，例如行波管、回旋管、返波管等的發(fā)展雖然已經(jīng)相當成熟。但是隨著器件工作頻率的增加，由于現(xiàn)有器件機理的限制，普通微波真空器件在毫米波波段呈現(xiàn)出很多弊端：加工難度極大、成本高、零件尺寸極小、整個真空管不利于器件的小型化、陰極發(fā)射密度有限、陰極及整個管子散

3、熱困難等，使得管子難以達到很高的輸出功率和效率。因此，除了從多方面進行改進，以提高真空管的性能外，探索解決真空器件中相關部件存在問題的新機理和新途徑是非常有意義的一個課題。本人結合課題組項目，在對傳統(tǒng)真空器件中電子槍進行了一定研究的基礎上，設計出一支應用于140GHz，MW級回旋管的低速度零散、大束流磁控注入電子槍；基于碳納米管場致發(fā)射材料具有的響應速度快、發(fā)射電流密度大、加工尺寸小、效率高、功耗低等一系列的優(yōu)點，對真空器件中的電子槍進

4、行了相關的改進和研究設計，并設計出應用于行波管的碳納米管冷陰極電子槍。主要工作包括：
　　1.介紹了真空器件中電子槍的發(fā)展趨勢，對雙陽極磁控注入電子槍和碳納米管冷陰極電子槍發(fā)展現(xiàn)狀進行了一定的論述。
　　2.在闡述并推導回旋管磁控注入電子槍理論公式的基礎上，仿真設計出了應用于回旋管的140GHz雙陽極磁控注入電子槍，并重點梳理了回旋管磁控注入電子槍相關參量的取值范圍以及參數(shù)的選擇方式。
　　3.對碳納米管場致發(fā)射材料理