行波管慢波结构的高效有限元本征分析算法研究

项目名称： 行波管慢波结构的高效有限元本征分析算法研究

项目编号： No.61301054

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 徐立

作者单位： 电子科技大学

项目金额： 26万元

中文摘要： [研究意义]：行波管作为核心电子器件被广泛应用于卫星通信、雷达、电子对抗等领域。慢波结构作为电子注和电磁波相互作用进行能量交换的场所是行波管中最核心的部件。慢波结构的性能将直接影响行波管的工作频率、带宽、换能效率和输出功率等一系列性能指标。随着军用和民用领域对行波管性能要求越来越高，慢波结构的性能要求也随之提高，而设计出高效率和高性能的慢波结构则迫切地需要更加精确、更加高效和更加稳定的三维本征分析算法。 [研究内容]：本项目拟对慢波结构的高效有限元本征算法进行深入系统研究。主要研究慢波结构有限元本征分析中1）混合p型多重网格-多波前块ILU分解预处理方法；2）自适应相移/频率模型降阶理论；3）自适应参数化模型降阶理论。通过上述研究，能够实现慢波结构的高精度、高效率、多参量的优化仿真，为高性能的行波管研制提供理论和技术支撑。

中文关键词： 多波前；模型降阶；参数化；自适应；多点展开

英文摘要： Traveling-wave tubes(TWT) are widely applied as the core electron devices in many fields such as the space communication, the radar and the electronic countermeasures equipment.The slow-wave structure(SWS) is one of the most important parts in the TWT,where the electron beam and the electromagnetic wave interacts each other. The performance of the SWS directly affect the badwidth, gain, output power, efficiency and any other performance of the TWT.As the requirement of the performnce of the TWT improves, the efficiency and performance of the SWS are also required to be improved. However,the design of high-efficent and high-performance SWS eagerly demands more accurate, more efficient and more robust three-dimensional eigenanlysis algorithm. The research works of this project are focus on the high efficient finite-element eigenanalysis algorithm for SWS in TWT. The main research include 1) hybrid p-type multigrid-multifrontal block ILU preconditioner; 2) adaptive model-order reduction for phase shift/frequency; 3) adaptive parameterized model-order reduction. Through our research, the accurate, efficient and parameterized optimization of the SWS will be achieved. The research work will benefit the development of high pefremance TWT very much.

英文关键词： multifrontal；model-order reduction；parameterization；adaptive；multi-expansion