Высокопервеансные электронно-оптические системы с сеточным формированием электронного потока для ламп бегущей волны сантиметрового диапазона

• Автор: Архипов, Данила Алексеевич
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Формирование высокопервеансного электронного потока в ЭОС Ф мощных ЛБВ.

1.1. Анализ возможностей повышения первеанса электронных пушек

со сходящимся потоком

1.2. Выбор оптимальной конфигурации сеточных структур

1.3. Методика и рекомендации по проектированию электронных пу

тек с высоким первсансом

1.4. .Высокопервеансная электронная пушка со сферическими катодом,

теневой, управляющей и анодной сетками

1.5. Высокопервеансная электронная пушка с тороидальными катодом,

теневой, управляющей сетками и сферической анодной сеткой
1.6 Экспериментальные исследования высокопервсансных электронных пушек для приборов сантиметрового диапазона
1.7. Высокопервеансная электронная пушка с катодом, теневой и анодной сетками
1.8. Эволюция структуры электронного потока за анодом высокопер
.веансныхЭОС.

1.9. Вольтамперные характеристики высокопервеансных ЭОС
1 Выводы.
Глава 2. Исследование магнитной фокусировки высокопервеансного
электронного потока в ЛБВ
2.1. Провисание потенциала в поперечном сечении пролтного канала
ЭОС с высокопервеансным потоком
2.2. Фокусировка высокопервеансного аксиальносимметричного
сплошного цилиндрического потока магнитным полем
2.3. МПФС с несинусоидальным распределением магнитного поля
2.4. Повышение токопрохождения в мощных ЛБВ с МПФС.
2.5. Структура высокопервеансного электронного потока в МПФС
2.6. Выводы.
Ф Глава. 3. Исследование возможности создания мощных сантиметровых
высокопервеансных ЛБВ и перспективы увеличения первеанса
СВЧ усилителей в коротковолновом диапазоне длин волн
3.1. Анализ связи первеанса с основными характеристиками и параметрами ЛБВ.
3.2. Снижение модулирующих напряжений электронной пушки
3.3. Выбор типа ЗС для высокопервеансных ЛБВ
3.4. Высокопервеансные ЛБВ со спиральной ЗС.
3.5. Высокопервеансные ЛБВ с ЗС кольцостержень.
3.6. .Исследование возможности повышения технического КПД мощ
ных ЛБВ с высокопервеансными ЭОС
3.7. Конструктивные особенности мощных импульсных высокопервеансных ЛБВ
3.8. Перспективы создания мощной высокопервеансной ЛБВ в диапазоне ГГц.
3.9. Выводы.
Заключение
Список использованной литературы


Установлено, что оптимальной является вторая конструкция пушки, в которой при микропервеансе до 4,5 мкА/В3/2 число ячеек анодной сетки следует выбирать равным 6 или 8, а при микропервеансе до мкА/В3/2~ или . Экспериментально на макете пушки с двумя сетками получены значения микропервеанса от до мкАУВ3/2 при диаметре пучка в кроссовере от 2 до 6 мм. Исследованы распределения плотности тока в поперечном сечении на различных расстояниях за анодной сеткой. Показано, что в высокопсрвеансной электронной пушке с управляющей сеткой наблюдается низкая чувствительность траекторий электронов к изменению напряжения на управляющей сетке, что снижает токооседание на электроды ЭОС. Это объясняется более слабой зависимостью распределения потенциала между катодом и анодом от тока пучка в пушках с анодной сеткой по сравнению с пушкой Пирса. В результате становится возможным использование таких пушек в условиях многорежимной работы ЛБВ. Установлено, что увеличение первеанса вызывает необходимость увеличения амплитуды магнитного поля и уменьшения периода МПФС для сохранения величины параметра магнитного поля, что приводит к уменьшению амплитуды и периода пульсаций границы пучка. Получены выражения для вычисления продольной и поперечной компонент магнитного поля МГТФС с полюсными наконечниками и кольцевой вставкой для обеспечения несинусоидального распределения магнитного поля. Экспериментально исследованы зависимости магнитного поля в макетах МПФС с синусоидальным и несинусоидальным распределением при малых диаметрах пролётного канала. Получено выражение для вычисления погрешности измерения магнитного поля с помощью датчика Холла. Экспериментально исследована структура электронных потоков с микропервеансом свыше 4,5 мкА/В2 в МПФС в поперечном и продольном направлениях для ряда диаметров пролётного канала. В результате проведённого анализа связи микропервеанса с основными параметрами ЛБВ установлено, что при его увеличении в 4 раза (с 1,5 мкА/В3/2 до 6 мкА/В3/2) возможно снижение ускоряющего напряжения ЛБВ на %, массы на %, длины на %, увеличение электронного КПД с . Экспериментально показано, что применение дополнительных радиальных и кольцевых перемычек в теневой и управляющей сетках, а также оптимизация межэлектродных расстояний в высокопервеансной электронной пушке позволяют снизить запирающее напряжение на %, а напряжение превышения более чем на %. ЭОС с микропервеансом 5 мкА/В3/2. Результаты проведённых исследований высокопервеансных ЭОС и предложенные научно-технические решения позволяют обеспечить создание высокоэффективных мощных импульсных и непрерывных ЛБВ в сантиметровом диапазоне длин волн для наземных и бортовых радиолокационных станций (РЛС) нового поколения и других применений. Обоснована возможность разработки мощных низковольтных однолучевых ЛБВ с термокатодами в коротковолновом диапазоне длин волн с магнитной фокусировкой и низковольтным управлением, превосходящих по совокупности параметров современные ЛБВ. ЛБВ величиной РВЬ1Х -(/в - /н)! М = (0,. Вт /(В • кг) вместо типичной для ЛБВ с пушкой Пирса величины (0,3. Вт1(В-кг), то есть в 6. Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается корректностью применяемых теоретических методов исследований и подтверждается полученными экспериментальными результатами исследований высо-копервеансных ЭОС и макетов мощных ЛБВ на их основе. А/В3/2 для приборов сантиметрового диапазона длин волн. Оптимальной конструкцией высокопервеансной электронной пушки является пушка с тороидальными катодом и теневой сеткой, сферической анодной сеткой. При микропервеансе до 4,5 мкА/В3/2 оптимальное количество ячеек анодной сетки - 6, 8, а при микропервеансе до мкА/В3/2 - , . Применение высокопервеансных ЭОС в однолучевых ЛБВ сантиметрового диапазона длин волн позволяет снизить ускоряющее напряжение, увеличить параметр усиления Пирса до значений 0,. КПД до . ЛБВ до полутора октав без применения специальных мер управления дисперсией и ЛБВ с ЗС «кольцо-стержень» до . МПФС с учётом снижения продольной скорости электронов под действием пространственного заряда и перехода части энергии пучка во вращательное движение в фокусирующем магнитном поле.