Численная многопериодная модель магнетронного генератора, учитывающая многоволновое взаимодействие

• Автор: Пластун, Сергей Борисович
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 138 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ГЛАВА 1. МНОГОВОЛНОВАЯ МНОГОПЕРИОДНАЯ ЧИСЛЕННАЯ МОДЕЛЬ МАГНЕТРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
1.1 Введение
1.1.1 Предмет исследования
1.1.2 Условия возбуждения колебаний в магнетроне
1.1.3 Обзор существующих подходов расчета приборов М-типа
1.1.3.1 Аналитический расчет
1.1.3.2 Моделирование
1.2 Постановка задачи
1.3 Основные соотношения модели, решение уравнений
1.3.1 Уравнения движения
1.3.2 Расчет потенциала электрического поля
1.3.2.1 Расчет статических полей
1.3.2.2Расчет полей пространственного заряда
1.3.2.3 Расчет ВЧ полей
1.3.3 Решение уравнения Пуассона
1.3.4 Определение наведенного ВЧ-тока
1.3.5 Решение уравнений возбуждения
1.3.6 Учет вторичной эмиссии
1.3.7 Вычисления выходных характеристик
1.4 Методика моделирования и общая организация программы
1.4.1 Выбор начального состояния электронного облака
1.4.2 Описание программы
1.4.3 Описание алгоритма расчетного модуля
1.4.4 Расчет постоянных величин
1.4.5 Задан ие начал ьного состояния

1.4.5.1 Начальное состояние электронного облака
1.4.5.2Начальное состояние электромагнитной волны
1.4.6 Статическое электрическое поле
1.4.7 Магнитное поле
1.4.8 Моделирование термоэмиссии
1.4.9 Расчет потенциала пространственного заряда
1.4.10 Определение напряженности электрического и магнитного поля
1.4.11 Решение уравнений движения
1.4.12 Решение уравнений возбуждения
1.4.13 Расчет и усреднение выходных характеристик
1.5 Результаты моделирования
1.6 Выводы
2 ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭФФЕКТОВ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ РАЗРЕЗНОЙ СТРУКТУРОЙ ЭЛЕКТРОДОВ
2.1 Постановка задачи
2.2 Основные модельные соотношения
2.2.1 Краевой эффект статического поля
2.2.2 Краевой эффект В Ч поля
2.2.3 Учет движения электронов в межламелъном пространстве
2.2.4 Влияние разрезной структуры на потенциал пространственного заряда
2.3 Отличия модернизированной модели и программы
2.4 Результаты расчетов
2.4.1 Апробация модернизированной модели
2.4.2 Применение модернизированной модели при расчете параметров магнетронов
2.5 Выводы
3 ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ АНАЛИЗА ПРОЦЕССОВ В МАГНЕТРОННЫХ ГЕНЕРАТОРАХ

3.1 Моделирование процессов взаимодействия в магнетронных
ГЕНЕРАТОРАХ С УЧЕТОМ КОНКУРЕНЦИИ МЕЖДУ ВИДАМИ
3.2 Конкуренция видов колебаний в сантиметровом магнетроне
3.3 Моделирование работы магнетрона миллиметрового диапазона на
гармониках основного вида
3.4 Моделирование работы магнетронов сантиметрового и
миллиметрового диапазонов на несогласованную нагрузку
3.5 Выводы
4 ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРОННОГО ОБЛАКА И ВОЛН ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАРЯДА
4.1 Постановка задачи
4.2 Исследование волн пространственного заряда
4.2.1 Методика
4.2.2 Анализ процессов в магнетронном диоде
4.2.3 Анализ волн ПЗ в магнетроне миллиметрового диапазона
4.3 Анализ траекторий электронов
4.4 Выводы
5 ГЛАВА 5. ЧИСЛЕННЫЙ РАСЧЕТ И ЗАДАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В ПРОСТРАНСТВЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
5.1 Актуальность задачи для двумерного моделирования
5.2 Расчет электростатических полей
5.3 Расчет магнитных полей
5.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

системы к ее периоду, как

2 7Ґ-С0
Подставим (1.34) в (1.33):
(1.35)
cl f U2f) J и акт со Г U2F
dt ч 2 , 2 О ~-наг { 2 J
Jр<шкп№
2 FU2
Упростив это выражение, получим конечные формулы:
'dU = Jmm 0)U Ж 2 F 2 <2наг
(1.36)
(1.37)
2UF 2 Р_

j реакт
гу ' реакт уу
Таким образом, переходя к дискретной по времени форме, получаем систему уравнений возбуждения, записанных для высокочастотных амплитуд и «горячих» значений частот каждого рассматриваемого вида ВЧ колебаний:
и1Ш=и1+м

coU,
2 F 20
Z-'iiaz

(1.38)
СО = (О,
2U,F
где Jакт- И Jpeaio- ~ усредненные уГЛОВЫе ПЛОТНОСТИ ЭКТИВНОЙ (jalfT) И
реактивной (jреакт) составляющих наведенного ВЧ поля;
F - коэффициент формы, определенный ранее через Z(>; соо - "холодная" частота;
QIiar - нагруженная добротность.
Уравнения (1.37) при расчетах удобно представлять в рекуррентной форме (1.38). Значения плотностей ф1“1 и )реакт усредняются в каждой точке