Федеральное агентство по образованию РФ
Рязанский государственный радиотехнический университет
Кафедра ЭП
Курсовая работа по дисциплине
“Компьютерное моделирование и проектирование электронных приборов и устройств”
на тему:
“Компьютерное проектирование электронной пушки”
Выполнила: ст.гр. 921:
Конобеев С.А.
Проверил:
Козлов В.Н.
Рязань 2012 г
Оглавление
Реферат 2
Техническое задание 3
Введение 4
1. Методы расчета электронной пушки 6
1.1 Синтез электронной пушки. 6
1.2 Анализ электронной пушки 9
12
2.2 Расчет электронной пушки методом синтеза 13
2.3 Расчет электронной пушки методом анализа. 16
Заключение 22
Библиографический список 24
Реферат
Краткое содержание:
В данной курсовой работе приведены описание методики, алгоритмы и программы автоматизированного проектирования электронных пушек. Выполнено автоматизированное проектирование электронной пушки для многорезонаторного пролетного клистрона с заданными в техническом задании характеристиками.
Проектирование выполнялось на персональном компьютере с использованием программ синтеза и анализа электронных пушек.
В ходе выполнения синтеза пушки получены данные для завершающего этапа проектирования пушки. С помощью процедуры анализа подобраны требуемые выходные параметры пучка: траектории, ток, коэффициент заполнения, первеанс.
В результате была получена геометрия электродов электронной пушки, удовлетворяющая техническому заданию.
Техническое задание
Рассчитать электронную пушку для многорезонаторного клистрона с параметрами:
выходная мощность клистрона: Pвых=30 кВт;
коэффициент усиления: Kу=42 дБ;
длина волны: λ=9.8 см;
полоса усиливаемых частот: Δf/f0=0,86 %.
Введение
В большинстве современных электронных приборов радиотехнического назначения используются различные по пространственной конфигурации интенсивные (высокопервеансные) электронные пучки.
Электронная пушка - устройство для получения потоков (пучков) электронов в объёме, из которого удалён воздух (в вакууме). Их основная задача заключается в формировании интенсивного электронного пучка определенной конфигурации с заданными значениями тока и скорости и, по возможности, с ламинарным движением электронов.
Существенный вклад в теорию проектирования электронных пушек сделал американский ученый Пирс, предложившим метод формирования прямолинейных ламинарных электронных пучков простой конфигурации: ленточного, цилиндрического и конического. На основе этого метода были разработаны высокоэффективные электронные пушки, которые широко известны под названием пушек Пирса.
Электроны в электронной пушке вылетают из катода и ускоряются электрическим полем. Испускание электронов из катода происходит главным образом в процессах термоэлектронной эмиссии, эмиссии из плазмы, автоэлектронной эмиссии и фотоэлектронной эмиссии. Формирование заданного распределения электронного пучка на выходе из электронной пушки осуществляется подбором конфигурации и величины электрического и магнитного полей. Термин «электронная пушка» применяют как к устройствам для формирования высокоинтенсивных электронных пучков (сильноточные электронные пушки), так и к более простым совокупностям электродов для получения пучков малой интенсивности (используемых в клистронах, магнетронах, электроннолучевых приборах); последние часто называются электронными прожекторами.
В клистронах и лампах бегущей волны в целях получения большой высокочастотной мощности (без существенного сокращения срока службы катода) очень часто используются аксиально-симметричные электронные пучки с плотностью тока, превышающей допустимую плотность тока катода. Получить такие пучки можно, например, при помощи пушки Пирса.
Путем соответствующего расчета формы электродов, производимого аналитическим методом или с помощью математического моделирования на ЭВМ, в пушке создается такая конфигурация электрического поля, при которой электроны со всей поверхности катода равномерно сходятся в узкий электронный пучок, проходящий сквозь отверстие анода.
Задача формирования электронных пучков ставится следующим образом: известны электрические и геометрические параметры потока, такие, как ток, скорость форма и размеры поперечного сечения пучка, требуется определить форму электродов и конфигурацию магнитного поля, при которых обеспечивается формирование потока с известными параметрами.
Для решения подобных задач в настоящее время используют методы синтеза и анализа. Они позволяют оперативно решать подобного рода задачи и являются мощным инструментом при проектировании.