Разработка математической модели и анализ свойств азимутально-неоднородной спиральной замедляющей системы лампы бегущей волны

• Автор: Беляева, Юлия Александровна
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Метод анализа и математическая модель азимутально

неоднородной спиральной замедляющей системы.

1.1. Состояние и направления развития методов математического модеГ лирования спиральных замедляющих систем ламп бегущей волны

1.1.1. Приоритетные направления СВЧтехники и тенденции развития ламп бегущей волны

1.1.2. Обзор способов расширения полосы частот спиральной ЛБВ.

1.1.3. Обзор методов расчета электродинамических характеристик спиральной замедляющей системы

1.1.3.1. Численные полевые методы

1.1.3.2. Численноаналитические методы

1.1.3.3. Аналитические методы.

1.2. Метод дискретизации
1.2.1. Эквивалентная схема азимутальнонеоднородной спиральной ЗС
1.2.2. Определение параметров эквивалентной схемы длинной линии.
1.3. Математические модели спиральной замедляющей системы в ци
линдрическом экране и их применение в анализе азимутальнонеоднородной системы
1.3.1. Модель i
1.3.2. Модель i,
1.3.3. Модель , i.
1.4. Эффективный радиус спирали
1.5. Учет краевой емкости ребра экрана.
1.6. Сопротивление связи азимутальнонеоднородной спиральной ЗС
1.7. Сопротивление потерь в спирали и экране.
1.8. Выходные электродинамические параметры азимутально неоднородной спиральной ЗС.
1.9. Выводы
Глава 2. Разработка программы проектирования спиральной замедляющей системы с азимутальнонеоднородным экраном
2.1. Принципы и преимущества объектноориентированного программи
рования
2.2. Vi характеристика и особенности языка.
2.3. Общая характеристика программы проектирования спиральной за
медляющей системы с азимутальнонеоднородным экраном. Входные данные.
2.4. Структура программы.
2.5. Вычислительный модуль программы.
2.6. Выводы
Глава 3. Исследование характеристик сверхширокополосных спиральных замедляющих систем с азимутальнонеоднородным экраном.
3.1. Исследование характеристик азимутальнонеоднородной спиральной
замедляющей системы
3.2. Анализ влияния потерь на характеристики спиральной ЗС.
3.3. Управление дисперсией в спиральной замедляющей системе
с азимутальнонеоднородным экраном.
3.4. Анализ функций чувствительности электродинамических парамет
ров спиральной ЗС
3.5. Выводы.
Заключение.
Список использованной литературы


Показано, что увеличение емкости ребер за счет их приближения к спирали или введения диэлектрика над ребром приводит к увеличению аномальной дисперсии. Практическая значимость работы состоит в создании программы проектирования азимутально-неоднородной спиральной ЗС, позволяющей осуществлять анализ и оптимизацию конструкции системы, в результате чего повышается качество, сокращаются сроки и стоимость проектирования. Результаты анализа различных видов потерь в замедляющей системе на ее характеристики и сформулированное условие достижения аномальной дисперсии расширяют представления о свойствах спиральной ЗС, что позволяет целенаправленно использовать их в практике проектирования. Достоверность экспериментальных результатов обеспечена применением современных методик и измерительной аппаратуры. Метод анализа азимутально-неоднородной спиральной замедляющей системы, основанный на использовании дискретизации системы в азимутальной плоскости на однородные участки, нахождении с помощью модели спирапьно-проводящего цилиндра в диэлектрике с экраном параметров эквивалентной схемы отдельных участков, с последующим переходом к эквивалентной длинной линии, позволяет разработать численно-аналитическую модель азимутально-неоднородной спиральной замедляющей системы. Численно-аналитическая математическая модель азимутально-неоднородной спиральной замедляющей системы, учитывающая основные геометрические и физические параметры конструкции, позволяет адекватно моделировать частотные характеристики замедления, затухания и сопротивления связи в широкой полосе частот. Программа проектирования азимутально-неоднородной спиральной замедляющей системы, в которой реализована разработанная численно-аналитическая модель, позволяет при малых затратах ресурсов ЭВМ и машинного времени осуществлять в интерактивном режиме анализ и оптимизацию конструкции замедляющей системы с точностью, достаточной для проектирования. Увеличение последовательно соединенного с эквивалентной индуктивностью сопротивления или параллельной эквивалентной емкости проводимости вызывает рост замедления и затухания, в то время как с увеличением последовательно соединенной с емкостью сопротивления или параллельной индуктивности проводимости происходит уменьшение замедления, а затухание имеет максимум. Увеличение емкости ребер азимутально-неоднородной спиральной замедляющей системы за счет их приближения к спирали или введения диэлектрика над ребром приводит к увеличению аномальной дисперсии. Результаты работы использованы на кафедре «Электротехника и электроника» СГТУ при выполнении госбюджетной НИР по проблеме В. Н1. Программа проектирования внедрена в учебном процессе на кафедре «Электронные приборы и устройства» при изучении спецкурса «Компьютерное моделирование ЭВП с длительным взаимодействием». Результаты работы используются в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, проводимых в НПЦ «Электронные системы» ФГУП «НПП «Алмаз». Основные научные результаты работы обсуждались и докладывались на следующих конференциях: научно-технической конференции “Перспективы развития электроники и вакуумной техники на период - гг. ФГУП “НПП “Контакт”, Саратов, ), научно-технической конференции “Электронные приборы и устройства СВЧ ” (ФГУП “НПП “Алмаз”, Саратов, ), Международной научно-технической конференции “Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП)” (Саратов, , ), Международной научно-технической конференции “Перспективные направления развития электронного приборостроения” (Саратов, ), на семинаре по проблеме "Качество дополнительного профессионального образования научнопедагогических работников ВУЗов" (Саратов, ), научно-технической конференции молодых специалистов (Саратов, ), Международной научно-технической конференции “Радиотехника и связь” (Саратов, ), III межвузовской студенческой научно-практической конференции (Саратов, ), а также на научных семинарах кафедры “Электротехника и электроника” СГТУ. Диссертация состоит из трех глав с выводами, заключения и приложения.