CST行波管仿真思路

行波管是靠連續調制電子注的速度來實現放大功能的微波電子管。在行波管中,電子注同慢波電路中行進的微波場發生相互作用,在長達6-40個波長的慢波電路中電子注連續不斷地把動能交給微波信號場,從而使信號得到放大。行波管讓電子穿過一個長慢波結構。由于作用時間長,增益很高,同時沒有諧振腔,工作帶寬大大增加。

行波管功能在于將微波訊號放大。待放大的微波信號經輸入能量耦合器進入慢波電路、并沿慢波電路行進。電子與行進的微波場進行能量交換、使微波信號得到放大。行波管是當今廣泛應用于雷達、電子對抗、通信等領域作為微波功率放大的核心器件。特別是耦合腔慢波電路行波管因其具有高峰值功率、高平均功率輸出能力和高效率、大占空比等特點而廣泛應用于火控、搜索、警戒雷達等。

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我看到很多小伙伴做的案例基本上源都是在PIC中直接理想定義的，磁場也是用的平行解析場定義的理想狀態。我猜想是用于初始設計慢波結構設計時才這么做，主要流程是：

1.冷測得到耦合腔體特性。【E求解器得到色散特性和皮爾斯阻抗，T求解器得到S參數】

2.熱測得到整管運行性能、增益。【PIC求解器】

一個完整的行波管主要分為三大部分：電子槍、慢波結構、收集極。那要對其進行整體計算的話那就麻煩了，當然夠狠的話可以整體用PIC做，計算效率應該很低，我沒嘗試過。通常能真的用于設計的流程是將電子槍部分采用TRK求解，磁場參數用EM工作室計算，注入后微波耦合部分采用PIC求解，收集極則可以用PIC中導出的熱源做共軛傳熱仿真或者普通的穩態熱仿真。

全管仿真主流程為：

1.粒子工作室TRK計算出電子槍注入面粒子interface作為慢波結構的源。

2.EM工作室計算靜態磁場磁聚焦系統，用于耦合到PIC中。

3.在PIC中導入磁場分布和粒子interface計算增益。

4.PIC中導出粒子出射作為收集極的源做熱設計仿真。

如上，是TWT仿真的大方向，細節篇幅較多此文不展開了。