Оптимизация конструкции и режима питания мощного многорезонаторного релятивистского пролётного клистрона трёхсантиметрового диапазона с высоким КПД

• Автор: Киеу Хак Фыонг
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Глава I. МНОГОРЕЗОНАТОРНЫЙ ПРОЛЁТНЫЙ КЛИСТРОН

§1.1. Двухрезонаторный пролётный клистрон

1.1.1. Принцип работы двухрезонаторного пролётного клистрона

1.1.2. Параметры, характеризующие группирование электронов

в двухрезонаторном пролётном клистроне

1.1.3. Гармоники конвекционного тока

1.1.4. Электронный КПД

1.1.5. Коэффициент усиления

§1.2. Многорезонаторный пролётный клистрон

1.2.1. Предпосылки к использованию каскадного группирования

1.2.2. Параметры, характеризующие группирование электронов

в многорезонаторном пролётном клистроне
1.2.3. Гармоники конвекционного тока в многорезонаторном пролётном клистроне
1.2.4. Электронный КПД и КПД по мощности в нагрузку
1.2.5. Коэффициент усиления многорезонаторного
пролётного клистрона
1.2.6. Влияние пространственного заряда на группирование электронов
ГЛАВА II. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПОВЫШЕНИЯ КПД
МНОГОРЕЗОНАТОРНОГО ПРОЛЁТНОГО КЛИСТРОНА
§2.1. Методики синтеза условий, соответствующих формированию оптимального сгустка электронов, обеспечивающего
максимально возможный электронный КПД
2.1.1. Критерия оценки электронного КПД многорезонаторного
пролётного клистрона. 8 - сгусток электронов

2.1.2. Синтез электронного сгустка, оптимального с точки зрения отбора энергии от электронов СВЧ полем в зазоре
выходного резонатора. Методика изоскоростных линий
§2.2. Положение зазора выходного резонатора, обеспечивающее оптимальный отбор энергии от сгруппированных электронов
(максимально возможный электронный КПД)
§2.3. Влияние двухмерных и трёхмерных эффектов на процесс
формирования оптимального электронного сгустка
§2.4. Критичность КПД клистрона к изменению его параметров
Глава III. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МОЩНОГО РЕЛЯТИВИСТСКОГО ПРОЛЁТНОГО КЛИСТРОНА ТРЁХСАНТИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА И ВЫБОР ЕГО
КОНСТРУКЦИИ
§3.1. Математическое моделирование клистрона
3.1.1. Исходные уравнения модели клистрона
3.1.2.Численные модели клистрон
3.1.3. Аналитические модели клистрона
3.1.4. Дискретно-аналитическая модель клистрона
§3.2. О возможности синтеза пролётных клистронов с высоким
КПД на основе методики изоскоростных линий с помощью Программы К1уР
3.2.1. Программа К1уР
3.2.2. О возможности синтеза мощного релятивистского пролётного клистрона с высоким КПД на основе
методики изоскоростных линий с помощь Программы К1уР
§3.3. Выбор конструкции для мощного релятивистского клистрона
трёхсантиметрового диапазона
3.3.1. Трудности и ограничения, связанные с высоким напряжением
и большим током питания и со сверхвысокими частотами

3.3.2. Фокусирование электронного потока
3.3.3. Вывод большой мощности в полезную нагрузку
3.3.4. Выбор конструкции для мощного релятивистского клистрона трёхсантиметрового диапазона
Глава IV. ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ И РЕЖИМА ПИТАНИЯ МОЩНОГО РЕЛЯТИВИСТСКОГО ПРОЛЁТНОГО КЛИСТРОНА ТРЁХСАНТИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА С КПД ОКОЛО 80% (ЭЛЕКТРОННЫЙ КПД 85-90%)
И МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 100 МВт
§4.1. Синтез мощного релятивистского пролётного клистрона трёхсантиметрового диапазона с КПД около 80% и мощностью более 100МВт
4.1.1. Выбор основной конструкции клистрона, которая может удовлетворить поставленным требованиям к выходным параметрам
4.1.2. Определение начальных параметров клистрона
для компьютерного моделирования
4.1.3. Исследование режима волн пространственного заряда
4.1.4. Оптимизация процесса группирования электронов
(синтез слетающегося сгустка электронов)
4.1.5. Оптимизация процесса отбора энергии от электронов слетающегося сгустка СВЧ полем в выходном резонаторе
§4.2. Обсуждение полученных результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Для линейной части прибора (первые резонаторы) эти границы практически совпадают, а для нелинейной части прибора (последние резонаторы) динамический режим характеризуется некоторым увеличением радиуса электронного потока по направлению к выходному резонатору и оседанием части электронов на стенки пролётной трубы за выходным резонатором. Для сравнения кривой (3) представлена граница потока с идеализированным и однородным распределением скоростей (все скорости электронов на входе в зазор первого резонатора имеют только продольную составляющую). Из сравнения видно, что радиус идеализированного потока увеличивается сильнее и оседание электронов в области выходного резонатора больше. Практически же радиус электронного потока составляет примерно 0,5 - 0,6 радиуса трубы дрейфа [16,21].
г I II— »1 II_II_-II..1.У1.
г I И 11 Л II-Л I иц
А *
Г. I II II II II-Л
1 А ,*
Рис.2.13. Группирование радиальных слоев электронов, расположенных на различных расстояниях от оси потока.
Процесс группирования радиальных слоев электронов, расположенных на различных расстояниях от оси потока схематически изображен на рис.2.13 [16,21]. Рассмотрим радиальные слои, состоящие из электронов,