磁控管是电子真空器件中十分重要的一种微波源,具有体积小效率高工作电压低的特点,在军事设备、医疗设备、工农业设施和微波炉等各个领域应用十分广泛。在最近的几十年中,连续波磁控管在微波炉中的需求不断增长。目前微波炉用磁控管的年生产量达到六千万支以上,市场前景广阔、经济效益巨大。因此当前对微波炉用磁控管的研究就显得很有必要,出现了微波炉用的高功率管、高效率管、低电压管的大量研究。以微波炉的发展趋势来看,微波炉用磁控管将朝着小型化发展,而将磁控管管芯矩形化是实现小型化的一种尝试。本文设计内容就是对微波炉用连续波磁控管的矩形化所做出的初步研究。微波炉用磁控管通常的工作电压在4.2kV,其工作的频率在2.458GHz,谐振腔结构采用圆柱形阳极筒,腔数为10;本文设计的矩形化连续波磁控管工作电压在4.4kV,磁场为0.17T,工作频率为2.479GHz,但是谐振腔结构中的阳极筒采用横截面为正方形的矩形筒代替圆柱筒,阳极叶片的分布尽可能对称地设置在矩形筒的中垂面、对角线的位置上,腔数为8,以此实现微波炉用磁控管的小型化、矩形化。利用电磁仿真软件CST进行冷腔和热腔的仿真,得到初步研究结果:输出功率约为1058瓦,磁控管总的效率约为54.2%,回路效率约为90%,电子效率约为60.2%。本文主要工作如下:1、介绍微波炉磁控管发展过程以及当前的状况,介绍磁控管结构和工作原理。2、结合现有微波炉磁控管对矩形化连续波磁控管的谐振腔进行分析和设计,利用CST软件对8腔谐振系统的冷腔建模并仿真使其π模频率稳定在2.56GHz左右,并且得到冷腔的电场分布,整管的模谱图,磁场电压工作曲线等结果。3、对矩形化连续波磁控管的热腔建模以及粒子模拟,得到各项指标的仿真结果,通过控制变量法仿真观察工作电压、磁场、阴极电流等一些参量对磁控管性能的影响。4、对矩形化连续波磁控管的设计进行总结和展望。