Спектральный состав электронного потока в скрещенных полях

• Автор: Евдокимов, Роман Александрович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 127 с. : ил.

1. ЭЛЕКТРОННЫЙ ПОТОК В СКРЕЩЕННЫХ ПОЛЯХ
1Л .Физические основы динамики электронного потока в скрещенных
полях
1,2.Численные модели электронных потоков
1.3.Спектральное рассмотрение потоков
1 .4. Шумы в СВЧ приборах М-типа
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НЕЛИНЕЙНОГО ЭЛЕКТРОННОГО ПОТОКА
2.1. Постановка задачи
2.2. Описание движения двумерного электронного потока
2.3. Методы расчета пространственного заряда при построении модели электронного потока
2.4. Влияние методики расчета сил пространственного заряда на
процесс формирования потока •
2.5. Предыстория потока
2.6. Трехмерная модель электронного потока в пространстве
взаимодействия со сложной геометрией
Выводы
3. АНАЛИЗ СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА ПОТОКА ЭЛЕКТРОНОВ
3.1. Методика определения спектрального состава электронных
потоков
3.2. Спектральная мощность двумерного и трехмерного потоков
3.3. Влияние на спектральный состав величины объемной плотности пространственного заряда

3.4. Влияние начальной скорости на частотные характеристики потока
3.5. Пространственная эволюция сигнала
Выводы
4. СПЕКТРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ПОТОКА ПРИ НАЛИЧИИ
МОДУЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ
4.1 .Скоростная модуляция потока
4.2.Спектральная мощность электронного потока при его
взаимодействии с прямой электромагнитной волной
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованной литературы

Изучение физических процессов, протекающих в приборах сверхвысоких частот, направленное на создание новых устройств с заранее предсказанными характеристиками или на совершенствования параметров современных приборов, является одним из приоритетных направлений развития физической электроники. Среди всех типов СВЧ приборов важное место принадлежит электровакуумным приборам М - типа, благодаря их хорошим техническим характеристикам (высокий электронный коэффициент полезного действия, достаточно малый вес при генерации или усилении больших уровней мощности). Это позволяет эффективно использовать их в системах: радиолокации, радионавигации, радиопротиводействия, в устройствах промышленного нагрева, в быту.
Наряду с этими качествами все приборы со скрещенными полями обладают рядом параметров, которые можно рассматривать как недостатки или использовать как полезные свойства. Это, прежде всего, высокий уровень шума, присущий всем типам приборов М-типа.
С одной стороны, он ограничивает минимальный уровень входного сигнала и не позволяет получать высокий коэффициент усиления в лучевых усилителях, что не дает возможности получить «чистый» одночастотный сигнал при генерации высоких уровней мощности, приводя, тем самым, к появлению целого спектра колебаний с различными частотами в выходном тракте. Это может привести к нарушению работы других радиоэлектронных средств (РЭС). Проблемы электромагнитной совместимости (ЭМС) систем, использующих такие, приборы, являются весьма сложно решаемой задачей и требуют порой такого усложнения выходных трактов мощных СВЧ устройств, что приводит к существенным экономическим затратам.
С другой стороны, наличие сложного спектра шумов, например, в генераторах, в принципе допускает создания приборов, способных

И— область обсчета пространственного заряда,
Ау,
Аг,=-АУги
АгУи
Здесь а и Ь - горизонтальная и вертикальная постоянные длины ячейки сетки, соответственно.
1 Ы 1 1 і
2пє0 (Ьі)2 1 2яє0 оры
1 аі 1 1
2 лє0 (аі)2 1 2 7ГЄ0
1 Ы
2лє0 (аі)1 ЧьіУ Я,
1 аі
2 яє0 (аі)2 Я
Рисунок 2.4. Распределение заряда по узлам и комбинации симметричных отклонений
Коэффициенты Ауь Лугу, Агуц могут быть посчитаны заранее и использоваться как некоторые постоянные. Из рисунка 2.4 видно, что коэффициенты Аугц и Агуц будут схожими для узлов (т+1, п-/), (ш+/, и+у), (т-/, и+у) и (от-г, «-у), а Ду,- и Агу для узлов (т-/, п), (т+1, п) и (т, и-у), (т, и+у) соответственно. Это и учтено в системе уравнений (2.9), где полученные коэффициенты умножаются на суммы й разности зарядов соответствующих узлоДцним из определенных достоинств этого метода расчета полей пространственного заряда является малое количество вычислительных операций (перебор всех учитываемых узлов и наличие только линейных операций без