Взаимодействие электронных потоков с полями резонансных замедляющих систем в мощных микроволновых приборах

• Автор: Мозговой, Юрий Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 276 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Модели в теории взаимодействия мощных электронных потоков с полями резонансных замедляющих систем

1.1. Особенности микроволновой электроники больших мощностей

1.2. Вихревые электромагнитные поля в резонансных электродинамических системах

1.2.1. Свободные электромагнитные поля волноведущих электродинамических систем

1.2.2. Объемные резонаторы и цепочки связанных резонаторов с квазистационарными зазорами

1.2.3. Периодические резонансные замедляющие

системы
1.2.4. Представление резонансных замедляющих систем эквивалентными фильтровыми системами
1.3. Классификации взаимодействия электронного потока и электромагнитного поля в мощных СВЧ приборах
1.3.1. Классификация микроволновых электронных
приборов по типам индивидуального излучения электронов
1.3.2. Тенденции развития микроволновой электроники больших мощностей
1.4. Основные уравнения теории взаимодействия потока и поля электродинамических систем
1.5. Модели электронных потоков и электронные волны
1.5.1. Одномерная гидродинамическая модель и волны пространственного заряда
1.5.2. Моделирование электронного потока на основе метода крупных частиц
1.6. Возбуждение квазистационарных электродинамических систем с локализованным электрическим полем
1.7. Представление резонансных замедляющих систем цепочками связанных волноводных трансформаторов
1.8. Описание вихревых полей переменной структуры с помощью эквивалентных схем
Глава 2. Методы исследования взаимодействия потока и поля замедляющих и электродинамических систем в мощных СВЧ приборах и устройствах
2.1. Эквивалентное описание резонансных замедляющих систем, связанных с электронным потоком
2.2. Метод дисперсионного уравнения и волновой анализ

2.2.1. Дисперсионное уравнение связанной системы
2.2.2. Волновая матрица преобразования волн пучка и системы
2.3. Учет граничных нагрузок и матричный метод анализа
2.3.1. Учет граничных условий и матричное уравнение связанной системы
2.3.2. Общее характеристическое уравнение связанной системы
2.4. Метод исследования нелинейных процессов взаимодействия потока с полями резонансных замедляющих систем
2.4.1. Одномерная дисковая модель электронного потока
2.4.2. Уравнение возбуждения резонансной замедляющей системы
2.4.3. Метод прогонки и итерационная процедура нахождения самосогласованного решения
2.5. Метод нелинейного нестационарного анализа процессов в СВЧ приборах с продольным взаимодействием
2.6. Метод анализа нестационарных импульсных процессов в электродинамических системах
2.7. Метод исследования самовозбуждения колебаний в СВЧ устройствах с центробежной электростатической фокусировкой
2.7.1. Модели электронного потока
2.7.2. Метод расчета взаимодействия электронов в ансамблях нелинейных электронных осцилляторов
Глава 3. Особенности продольного взаимодействия потока с полями резонансных замедляющих систем большой протяженности вблизи границ полосы прозрачности
3.1. Взаимодействие электронного потока и поля резонансных замедляющих систем с положительной дисперсией
3.1.1. Решение дисперсионного уравнения для несвязанной системы
3.1.2. Анализ корней дисперсионного уравнения при малых значениях коэффициента взаимодействия М
3.1.3. Исследование решений дисперсионного уравнения вблизи высокочастотной границы полосы прозрачности
3.2. Взаимодействие электронного потока и поля резонансных замедляющих систем с отрицательной дисперсией
3.2.1. Дисперсионные характеристики при малых значениях коэффициента взаимодействия М

Глава 4.
3.2.2. Исследование смены решений дисперсионного уравнения вблизи низкочастотной границы полосы прозрачности
3.2.3. Изменение решений дисперсионного уравнения вблизи высокочастотной границы полосы прозрачности
3.3. Исследование усиления сигнала в мощных ЛБВ на цепочках связанных резонаторов
3.3.1. Взаимодействие электронного потока с полем “+1” гармоники резонансной замедляющей системы с отрицательной дисперсией
3.3.2. Анализ зависимостей коэффициента нарастания а от частоты при изменении параметров пучка и замедляющей системы
3.4. Анализ динамических эффектов для электронных волн
3.4.1. Дисперсионные характеристики связанной системы
3.4.2. Исследование динамических эффектов для электронных волн в замедляющей системе
3.5. Исследование структуры волн в резонансной замедляющей системе с электронным потоком
3.6. Взаимодействие волн потока и поля в резонансных замедляющих системах с распределенным затуханием

Выводы к третьей главе
Исследование усиления сигнала и самовозбуждения колебаний при взаимодействии потока с полями резонансных замедляющих систем конечной ^
протяженности
4.1. Взаимодействие электронного потока и поля в мощных
ЛБВ на цепочках связанных резонаторов
4.1.1. Основные характеристики мощных многосекционных ЛБВ и методы их анализа
4.1.2. Учет влияния граничных нагрузок и условий согласования
4.1.3. Влияние обратных связей на усиление сигнала и самовозбуждение колебаний
4.2. Исследование усиления сигнала в многосекционных
ЛБВ на цепочках связанных резонаторов
4.2.1. Анализ усиления сигнала в запредельной секции
ЛБВ (сравнение результатов теории и эксперимента)
4.2.2. Исследование усиления сигнала в односекционной
и трехсекционной ЛБВ
4.2.3. Анализ самовозбуждения колебаний в мощной ЛБВ
4.2.4. Исследование усиления в многосекционных ЛБВ (сравнение результатов теории и эксперимента)

- Излучение электронного осциллятора (частота осцилляции ш0) на доплеровски преобразованной частоте со =±----------------------- (1.10в)
где Уф2- фазовая скорость волны поля, знак "+" берется для нормального эффекта Доплера уф2 > у02, знак относится к аномальному эффекту Доплера Уф2 < у02. Эффекты резонанса и синхронизма заключаются в выборе в качестве скорости уф2 фазовой скорости волны резонатора или волновода. Формула (1. 10в) переходит в выражение, аналогичное записанным ранее формулам (1. 10а) и (1. 106) = -^-±-^2-.

1.3.2. Тенденции развития микроволновой электроники больших мощностей [16,20,101].
Рис. 1.8. Состояние и тенденции развития мощных электронных приборов и устройств микроволновой электроники.
(ЭММ—электроника малых мощностей; ЭБМ—электроника больших мощностей; РЭБМ— релятивистская электроника больших мощностей; МРК —
многорезонаторные клистроны; ЛБВ— лампы бегущей волны; М— магнетроны; МЦР— мазеры на циклотронном резонансе; Г— гиротроны; ГПВ— генераторы поверхностной волны; РГПВ — релятивистские генераторы поверхностной волны; МВЧГ—многоволновые черенковские генераторы; МСЭ — мазеры на свободных электронах; ЛСЭ—лазеры на свободных электронах.)