无锡市产品质量监督检验院, 江苏 无锡 214000
某甲烷泵壳体采用AlSi10Mg合金粉末选择性激光熔化成形, 即3D打印(three dimension printing)快速成形技术, 但在成形后发现有贯穿轮廓的层间裂纹。通过采用光谱仪及电感耦合等离子体ICP检测材料化学成分、万能试验机检测力学性能、体视显微镜分析裂纹宏观形貌、场发射扫描电镜分析断口微观形貌、材料显微镜检测裂纹处及成形件基体的金相组织, 结果表明, AlSi10Mg甲烷泵壳体激光成形件内腔表面裂纹实际为该铝合金壳体激光成形时的层间未熔合缺陷。其原因是激光振荡器不稳定导致功率过低和激光扫描速度过快。
选择性激光熔化 AlSi10Mg合金 甲烷泵壳体 开裂 金相分析 selective laser melting AlSi10Mg alloy methane pump shell cracking metallographic analysis
电子科技大学电子科学与工程学院，四川 成都 610054
多电子注集成实现微波放大是毫米波行波管获得大功率微波的一种实用化途径，研究了一种多注集成阵列梳齿型慢波结构（MCW）。该慢波结构具有天然的电子注通道，同时耦合阻抗明显高于单注的梳齿型慢波结构（DCW）。为了验证该特性，使用Ka波段三注集成阵列梳齿型互作用回路进行了仿真和实验研究。互作用电路的材料选取高电导率无氧铜，通过CNC铣削的工艺进行加工。冷测实验发现仿真和测试的结果具有很好的一致性，且在32~39 GHz的带宽内，S11小于-15 dB。在仿真软件CST PIC工作室中，50个周期的慢波结构与三个电子注（每个电子注的电压为12.9kV，电流为67mA）进行注波互作用模拟仿真。仿真表明，MCW在32~36 GHz的带宽内比DCW具有更高的输出功率，增益和电子效率。该器件的最大输出功率约为132.8 W，相应的电子效率为5.12％，增益为41.2 dB，大于DCW的1.2%和25 dB。MCW行波管的高功率和高效率特性，使其在基于点对多点传输的毫米波无线系统中具有潜在的应用价值。
多注 多注阵列梳齿型慢波结构（MCW） 微加工 行波管 multi-beam traveling wave tube（TWT） multi-corrugated waveguide（MCW） microfabrication
电子科技大学 电子科学与工程学院, 四川 成都 610054
基于相位展开的欧拉大信号理论, 采用逐次逼近法推导得到场和AM/PM转换(输出相位对输入功率的导数)的大信号解析解。以一支Q波段毫米波行波管为例, 将大信号解析解与拉格朗日理论以及传统欧拉非线性理论进行对比。结果表明：大信号解析解的功率、增益和相移以及AM/PM转换与拉格朗日理论在线性区和中度互作用区十分吻合, 饱和增益最大误差小于8.5%。同时大信号解析解相较于传统的欧拉非线性模型具有更高的精度, 且能表现出饱和现象。
毫米波行波管 注波互作用 欧拉流体力学 AM/PM转换 大信号解析解 millimeter-wave traveling wave tube beam-wave interaction Eulerian hydrodynamics AM/PM conversion large-signal analytic solution
1 上海空间电源研究所，上海 200233
2 上海太阳能工程技术研究中心有限公司，上海 200241
运用非成像光学的光学扩展量理论，根据反射罩曲面上一定区域内入射光通量分布比例与反射光通量分布比例对等的原则，确定每一条入射光线所对应的反射光线方向，求出所需反射罩的形状.根据光源的配光曲线、辐照面积、辐照强度和辐照不均匀性等要求，进行大面积太阳模拟器的反射罩设计，并运用TracePro软件对所设计的系统进行光线追迹仿真.结果表明，运用这种方法设计反射罩曲面，大大缩短设计时间，提高了效率，并且所设计的曲面能较好地符合设计要求.
反射罩 非成像光学 光线追迹 reflector non-imaging optics ray tracing
通过对行波管周期永磁聚焦系统(PPM)的理论分析,开发了2维模拟软件UESTC_PPM.该软件主要用于模拟轴对称的永磁结构,在圆柱坐标系下,采用有限差分的方法迭代求解磁钢内外任意位置处的磁感应强度分布.模拟了单磁环结构以及单周期结构,将结果与Ansoft Maxwell 3D的模拟结果进行了对比,结果表明:轴上、轴向以及径向磁感应强度的分布图均很接近,但UESTC_PPM软件耗时较短,验证了UESTC_PPM的正确性,并具有一定的精确度.
行波管 周期永磁聚焦系统 模拟计算 CAD
采用CHRISTINE报告中的1维多信号非线性互作用模型,在其场方程、相位方程和含空间电荷场的运动方程的表达式基础上,增加了切断区域的工作方程组,并考虑了电位下沉带来的影响.基于此非线性互作用工作方程组编写了数值计算程序.为了便于对行波管互作用进行模拟设计时选择最佳工作电压和输入功率,在程序中加入了扫描电压和输入功率的功能.对某行波管注波互作用过程进行了模拟,并分析了谐波和互调的影响.由于计算速度快,模拟结果较好,对螺旋线行波管的初步设计和验证具有较强的指导意义.
行波管 注-波互作用 非线性 CAD CHRISTINE
为实现渐变螺距螺旋线慢波结构高频参数的高精度估计,基于MAFIA仿真平台,研究了螺距变化对超宽带螺旋线慢波系统(4～18 GHz)的色散、互作用阻抗与衰减常数的影响,获得了各高频参数随螺距变化的规律.研究表明:相速几乎随螺距增大而线性变大,互作用阻抗与螺距是非线性的关系,衰减常数随螺距增大而非线性地减小;由于在维持电子注与电磁波速度同步的限制下,螺距变化的幅度不可能很大,因此可近似按线性关系来处理互作用阻抗及衰减常数与螺距之间的关系.由此提出了一种可精确计算渐变螺距螺旋线慢波结构高频参数的方法线性插值法.
高功率微波 螺旋线慢波系统 高频特性 线性插值法 MAFIA
