Теория динамических явлений в распределенной системе электронный поток с тепловым разбросом по скоростям-электромагнитная волна и ее применение к анализу СВЧ приборов

• Автор: Бессуднова, Надежда Олеговна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 112 с.

Оглавление
Введение
Глава 1. Линейная теория взаимодействия прямолинейного электронного потока с обратной электромагнитной волной с учётом теплового разброса электронов по скоростям
1.1. Вводные замечания
1.2. Основные уравнения линейной теории
1.3. Приближение малого теплового разброса
1.3.1 Метод дисперсионного уравнения
1.3.2 Некоторые частные случаи дисперсионного уравнения
1.3.3 Условия самовозбуждения ЛОВ
1.3.4 Двухволновое приближение
1.4. Случай произвольного теплового разброса
1.4.1 Формулировка краевой задачи
1.4.2 Двухволновое приближение
1.5. Проекционная постановка краевой задачи. Метод колло-каций
1.6. Метод коллокаций для интегральных уравнений
1.7. Обсуждение результатов
1.8. Выводы
Глава 2. Влияние теплового разброса по скоростям на нелинейные
нестационарные явления при взаимодействии прямолинейного электронного потока с обратной электромагнитной волной
2.1. Основные уравнения нелинейной нестационарной теории
2.1.1 Постановка задачи
2.1.2 Уравнения движения макрочастиц
2.1.3 Распределение плотности пространственного заряда
и тока пучка
2.1.4 Поле пространственного заряда
2.1.5 Уравнение возбуждения волноведущей структуры электронным потоком
2.1.6 Аппроксимация функции распределения по скоростям в электронном потоке
2.2. Тестовые задачи
2.3. Автомодуляция в системе ”электронный поток — обратная
(встречная) электромагнитная волна”
2.4. Выводы
Глава 3. Влияние теплового разброса электронов по скоростям на
режимы генерации и усиления волн в системе электронный поток - электромагнитное поле вблизи границы полосы пропускания замедляющей системы
3.1. Постановка задачи
3.2. Анализ неустойчивости
3.3. Приближение большого пространственного заряда
3.4. Результаты расчётов
3.5. Выводы
Заключение
Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ
Изучение процессов взаимодействия электромагнитных волн с электронными потоками до настоящего времени остаётся одним из важных направлений исследований в радиофизике. Следует заметить, что именно в нелинейных системах электронный поток — электромагнитная волна (ЭП — ЭМВ) была обнаружена сложная динамика (включающая режимы динамического хаоса), характерная для широкого класса распределённых автоколебательных систем. При изучении систем ЭП — ЭМВ всегда использовались идеи и аппарат теории колебаний и волн, а в последние годы — представления того научного направления, которое называется нелинейной динамикой. Теоретические исследования таких систем сегодня определяются не только техническими проблемами, возникающими при создании устройств радиофизики: они сами приводят к появлению новых задач в радиофизике, теории колебательных и волновых процессов, в электронике и в нелинейной физике вообще.
В последние десятилетия появилась и быстро развивается новая область радиофизики — вакуумная микроэлектроника [1-6]. Одним из прикладных направлений в ней является создание и исследование миниатюрных низковольтных вакуумных СВЧ приборов, в частности, ламп бегущей и обратной волны (ЛБВ и ЛОВ)1. Снижение рабочих напряжений, особенно в маломощных СВЧ электронных приборах, позволяет конструировать лампы малых габаритов и весов при сохранении их высоких электрических и эксплуатационных характеристик. Преимущества подобных устройств перед твердотельными аналогами, особенно в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн, состоят в более высоких мощностях, устойчивости к тепловым и радиационным воздействиям, малом дрейфе параметров. Очевидно, что создание таких прибо-
10тметим, что применительно к распределённым автогенераторам это направление возникло в СССР и связано с именами М. Б. Голанта, В. Н. Шевчика, Н. И. Синицына и др. [5-11].

О 2 4 6

Рис. 1.8. Действительная и мнимая части ядра К(£) для лоренцевой функции распределения. Кривые 1-5 соответствуют значениям параметра vt/(Cv о) = 0,0.6,0.8,1,1.2.