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高功率微波馈源输出窗的热性能研究

刘国朝  
【摘要】:近年来,随着高功率微波源功率水平的提高,在天馈系统中馈源输出窗损坏的现象越来越突出。造成输出窗损坏的原因主要有两种,第一种情况是,输出窗受到高能电子或离子的轰击引起二次电子倍增效应,结果在输出窗表面出现强烈的辉光放电,并使得输窗穿孔或破裂;第二种情况是,输出窗中高频损耗产生的热量过多,导致输出窗温度太高,由于材料热膨胀引起的强应力超出输出窗的承受能力,使输出窗破裂。 本文重点探讨第二种情况,结合电磁场和热学知识,用时域有限差分法、有限元法分别计算了高功率微波在聚四氟乙烯输出窗中产生的温度分布,讨论了温度分布和功率、脉宽、重频的关系,给出了温度分布随时间变化的关系,并用有限元法计算得到了输出窗中的应力分布,为高功率微波馈源输出窗的设计提供了有效的分析工具。


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