Низкочастотные колебания пространственного заряда и их влияние на характеристики винтового электронного потока и параметры гиротронов

• Автор: Самсонов, Дмитрий Борисович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 127 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Формирование ВЭП для систем гиротронного типа
1.2. Факторы скоростного и энергетического разбросов
1.2.1. Разброс начальных скоростей электронов
1.2.2. Шероховатость эмитирующей поверхности
1.2.3. Нарушение аксиальной симметрии
1.2.4. Неоднородность эмиссии с катода
1.2.5. Поле пространственного заряда ВЭП
1.2.5.1. Статические поля пространственного заряда
1.2.5.2. Динамические поля пространственного заряда
1.3. Способы управления электронными процессами, связанными с накоплением пространственного заряда в ловушке гиротрона
1.4. Экспериментальные методы исследования скоростного и энергетического распределения электронов в ВЭП гиротронов
1.5. Экспериментальные методы исследования неоднородности эмиссии термокатодов в гиротронах и влияние данного фактора на
характеристики ВЭП и параметры гиротронов
1.6. Выводы из обзора литературы и постановка задач исследования
2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Конструкция и параметры экспериментального гиротрона
2.2. Методики исследования характеристик ВЭП
2.2.1. Метод исследования характеристик динамических процессов в

2.2.2. Метод изучения неоднородости эмиссии термокатода МИП
2.2.3. Метод исследования распределения электронов по энергиям
2.3. Методы оптимизации распределений электрического и магнитного полей в области формирования ВЭП

2.3.1. Регулирование распределения электрического поля в области

2.3.2. Регулирование распределения магнитного поля в области компрессии ВЭП
3. ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОЧЕГО РЕЖИМА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ГИРОТРОНА И НИЗКОЧАСТОТНЫХ ПАРАЗИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАРЯДА
4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СПЕКТРЫ ЭЛЕКТРОНОВ В ГИРОТРОНЕ
4.1. Распределение электронов по энергиям в ВЭП в присутствии СВЧ генерации
4.2. Влияние паразитных НЧ колебаний на разброс энергий электронов в ВЭП
5. НЕОДНОРОДНОСТЬ ЭМИССИИ ТЕРМОКАТОДОВ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЭП И ВЫХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ГИРОТРОНА
5.1. Экспериментальное исследование неоднородности эмиссии гексаборид-лантановых и металлопористых катодов
5.2. Влияние неоднородности эмиссии с катода ВЭП на характеристики пучка и выходные параметры гиротрона
6. УПРАВЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ НИЗКОЧАСТОТНЫХ КОЛЕБАНИЙ С ПОМОЩЬЮ НЕОДНОРОДНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
И МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
6.1. Подавление НЧК в гиротроне с модифицированной катодной системой
6.2. Влияние профиля распределения магнитного поля в области компрессии ВЭП на характеристики НЧК
6.3. Совместное использование методов оптимизации распределений электрического и магнитного поля в гиротроне для подавления паразитных НЧ колебаний

7. ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОТЫ ГИРОТРОНА В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОГО ПИТЧ-ФАКТОРА И ПОДАВЛЕННЫХ
ПАРАЗИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ло увеличение или уменьшение (в зависимости от полярности поля) поперечной составляющей скорости электронов и соответствующее обратное изменение продольной составляющей. Проводя измерение кривых задержки тока анализатора при разных амплитудах дополнительного магнитного поля, авторы определили соотношение поперечной и продольной скоростей электронов при влете в анализатор. Измерения при помощи такого анализатора позволяют с точностью ~ 1 % определять скоростные и энергетические разбросы в мощных ВЭП.
Более распространенный способ измерения скоростного и энергетического разбросов основан на методе тормозящего электрического поля, который позволяет определить распределение поступательных скоростей электронов по зависимости тока пучка, попадающего на коллектор анализатора, от амплитуды приложенного тормозящего напряжения. Возможности и ограничения данного способа диагностики определяются конструкцией анализатора, а также выбором места его установки.
Один из вариантов предусматривает установку анализатора на полке распределения магнитного поля в области резонатора [7, 14, 44]. В этом случае анализатор позволяет оценить разброс поперечной скорости в предположении равенства энергии электронов в пучке. Перед анализатором устанавливается диафрагма с секторным вырезом для удаления электронов, отраженных от тормозящей сетки. Измерения, как правило, выполняют в моделирующих режимах, т. е. при пониженных значениях магнитной индукции, напряжения и тока пучка. Эти величины выбираются, исходя из соотношений подобия, обеспечивающих неизменность вида траекторий электронов по сравнению с рабочим режимом [6, 7, 44]. Использование моделирующего режима связано с тем, что при рабочих параметрах высока вероятность пробоев и разрушения мишени из-за малых размеров деталей и зазоров между ними. Расположение анализатора в области полки магнитного поля позволяет получить данные о скоростном распределении электронов непосредственно перед входом в резонатор и выявить факторы, определяющие это распределение на этапе формирования ВЭП