Высокочастотные системы резонаторных ускорителей в нестационарных режимах

• Автор: Малышев, Виктор Николаевич
• Шифр специальности: 05.12.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 455 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Е РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ТЕОРИИ ВЧ-СИСТЕМ УСКОРИТЕЛЕЙ
1.1. Особенности систем ВЧ-питания резонаторных ускорителей
1.2. Моделирование высокочастотных трактов
1.3. Нестационарные процессы при узкополосных воздействиях
1.4. Анализ переходных процессов в ВЧ-системах
1.5. Метод конечных разностей во временной области (РОТО)
1.6. Анализ процесса установления колебаний в системе "автогенератор -резонаторная ускоряющая структура"
1.7. Устройства сопряжения в ВЧ системах резонаторных ускорителей
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПРОЦЕССОВ В ВЧ-СИСТЕМАХ УСКОРИТЕЛЕЙ
2.1. Анализ переходных процессов в ВЧ-системах методом дискретного преобразования Фурье
2.2. Динамические характеристики цепей с распределенными параметрами
2.3. Метод конечных разностей во временной области (РОТБ)
3. РЕЗОНАТОРНЫЕ УСКОРЯЮЩИЕ СТРУКТУРЫ В СИСТЕМАХ ВЧ-ПИТАНИЯ
3.1. Эквивалентные схемы ускоряющих структур
3.2. Параметры резонатора как ускоряющей структуры
3.3. Многорезонаторные ускоряющие структуры
3.4. Поля и волны в периодических ускоряющих структурах
3.5. Эффективное шунтовое сопротивление ускоряющей структуры

3.6. Динамические характеристики многорезонаторных ускоряющих структур
3.7. Моделирование нестационарных процессов в ускоряющей структуре с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой методом FDTD
4. РЕЗОНАТОРНАЯ УСКОРЯЮЩАЯ СТРУКТУРА ПРИ НАГРУЗКЕ ПУЧКОМ
4.1. Моделирование нагруженной пучком ускоряющей структуры
4.2. Расчет огибающих наведенных пучком волн
4.3. Переходный процесс в ВЧ-системе ЛУЭ при нагрузке пучком
4.4. Установившийся режим нагруженной пучком многорезонаторной ускоряющей структуры
4.5. Энергетический подход к анализу режима работы ВЧ-системы
4.6. Особенности ускорения частиц в резонаторах стоячей и бегущей волны
4.7. Электродинамическое моделирование нагрузки пучком
5. ДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРЯЖЕНИЕ ГЕНЕРАТОРА И УСКОРЯЮЩЕЙ СТРУКТУРЫ
5.1. Система "автогенератор-резонансная нагрузка" в установившемся режиме
5.2. Динамический режим работы автогенератора
5.3. Сопряжение генератора с резонаторной ускоряющей структурой
5.4. Согласование генератора с нагрузкой в переходном режиме
5.5. Устройства динамического сопряжения
5.6. Переходный процесс в системе "автогенератор - многорезонаторная ускоряющая структура" при нестационарной нагрузке пучком ускоряемых частиц
6. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМ ВЧ-ПИТАНИЯ РЕЗОНАТОРНЫХ УСКОРИТЕЛЕЙ
6.1. Принципы построения ВЧ-систем ускорителей прикладного назначения
6.2. ЛУЭ на основе бипериодических структур
6.3. Применение ускоряющей структуры с шайбами и диафрагмами в ускорителях электронов
6.4. Повышение эффективности систем ВЧ-питания за счет увеличения импульсной мощности в ускоряющей структуре
6.5. Рекуперация ВЧ-энергии в линейных ускорителях
6.6. Динамическое сопряжение в ВЧ-системах резонаторных ускорителей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение 1. Обобщенные функции как средство описания временных
характеристик цепей и систем
Приложение 2. Классические матрицы многополюсников и их свойства...406 Приложение 3. Основные сведения о подпрограмме быстрого
преобразования Фурье HARM
Приложение 4. Основные сведения о почти-периодических функциях и
рядах Дирихле
Приложение 5. Анализ динамических характеристик модели системы ВЧ
питания
Приложение 6. Принципы построения и динамические характеристики
приборов с распределенным усилением
Приложение 7. Моделирование излучающих систем методом FDTD

передачи) существуют не для всех многополюсников. Например, четырехполюсник, содержащий только шунтирующую проводимость, не имеет матрицы проводимостей, а содержащий только последовательное сопротивление - не имеет матрицы сопротивлений. Идеальный трансформатор не обладает ни матрицей проводимостей, ни матрицей сопротивлений. Причина этого - в определении элементов рассмотренных матриц при вырожденных нагрузках многополюсника, т.е. при коротком замыкании или холостом ходе на зажимах. Для СВЧ-цепей такое определение часто не имеет физического смысла и потому формально. Затруднено непосредственное измерение параметров короткого замыкания и холостого хода.
Параметры рассеяния (или Б-параметры) первоначально были введены в теории СВЧ-цепей. Будучи определенными при некоторых конечных нагрузках на зажимах, они существуют для любых физически реализуемых многополюсников. Их достоинство - наглядность, простота измерения, ясный физический смысл. Поскольку через параметры рассеяния особенно удобно выражать величины, связанные с преобразованием мощности, то они широко используются во всех тех случаях, когда рассматриваются вопросы согласования, передачи мощности и т.п.
При анализе СВЧ-цепей наибольший интерес представляют такие параметры, как мощность, передаваемая в нагрузку, отношение мощностей падающей и отраженной волн, фазовый сдвиг, задержка и ослабление волн в тракте. В то же время особенности распределения поля в линии обычно имеют второстепенное значение, так как для типовых линий эти распределения хорошо изучены. Поэтому целесообразно пользоваться нормированными значениями амплитуд волн, абстрагируясь от подробностей структуры электромагнитного поля. В качестве меры