Теоретические и экспериментальные исследования электродинамических и электронных процессов в замедляющих системах ламп бегущей волны с плазменным заполнением пролётного канала

• Автор: Григорьев, Василий Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1.ЛБВ с гибридной ЗС
§1.1 Электродинамика гибридных замедляющих систем
§1.2 Взаимодействие электронного пучка и электромагнитной волны в
вакуумном волноводе
§ 1.3 Гибридные ЛЕВ
Глава 2.Программный комплекс математического моделирования и расчета
характеристик ЛБВ с гибридной ЗС
§ 2.1 Концепция построения программного комплекса
§ 2.2 Состав программного пакета
§ 2.3 Методика проведения расчета характеристик ЛБВ с гибридной ЗС
§ 2.4 Моделирование электродинамики. Расчет дисперсионных характеристик
гибридной ЗС
§ 2.5 Оптимизация геометрии прибора
§ 2.6 Моделирование взаимодействия электронного пучка и
электромагнитной волны
§ 2.7 Моделирование и исследование расчетных характеристик
Глава 3.Многосекционные приборы, использование пролётно-группирующей секции

§ 3.1 Поведение электронных сгустков в пролётно-группирующей секции
§ 3.2 Оптимизация длины пролётно-группирующей секции
Глава 4.Численный расчет и экспериментальное измерение характеристик ЛБВ с
плазменным заполнением пролетного канала
§ 4.1 Расчет дисперсионных характеристик
§ 4.2 Расчет сопротивления связи
§ 4.3 Оптимизация геометрии ячейки регулярной части электродинамической системы

§ 4.4 Расчет характеристик согласования
§ 4.5 Оптимизация геометрии входного и выходного согласующих
трансформаторов
§ 4.6 дисперсионные характеристики гибридной ЗС при радиальной
неоднородности плазменного заполнения
§ 4.7 Экспериментальное определение дисперсионных характеристик и КСВ

§ 4.8 Методика расширения полосы усиления
Глава 5.Особенности применения плазменных ЛЕВ для систем широкополосной
радиосвязи
§ 5.1 Особенности широкополосной радиосвязи
§ 5.2 Вычисление автокорреляционных моментов высших порядков с целью
уверенного обнаружения сигнала
§ 5.3 Параметрическая модуляция усиливаемого сигнала
§ 5.4 Особенности ЛЕВ с плазменным заполнением пролётного канала
§ 5.5 Стохастическая модуляция сигнала на выходе ЛЕВ с плазменным
заполнением пролетного канала
§ 5.6 Спектральный состав колебаний тока электронного пучка в плазменной

Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.
СВЧ устройства средней и большой мощности, предназначенные для усиления и генерации электромагнитных колебаний, базируются на использовании электровакуумных приборов (ЭВП) СВЧ разнообразных типов: ламп бегущей волны (ЛЕВ), клистронов, магнетронов, гиротронов и других. Исследование и разработка этих приборов, как и вакуумная СВЧ электроника в целом, представляют собой важнейшее направление науки и техники, в котором сегодня остро нуждаются как оборонные, так и многие гражданские отрасли промышленности. Вакуумные приборы СВЧ обеспечивают получение электромагнитного излучения в диапазоне 108-1012 Гц, то есть от диапазона коротких радиоволн до границы с диапазоном инфракрасного излучения, мощностью от сотен милливатт до мегаватт. Эти излучения используются в таких важнейших отраслях науки и техники как:
■ радиолокация;
■ связь, в том числе космическая связь, передача телевизионных сигналов, телеметрия, современная цифровая телефония;
■ плазмохимические и ионно-плазменные процессы и технологии;
■ применение воздействия мощного СВЧ излучения на вещество, в том числе обработка пищевых продуктов, стимулирование химических реакций и так далее;
* радиоэлектронная борьба;
■ применение СВЧ излучения в медицине, в том числе для лечения онкологических заболеваний;

Эквивалентная схема, соответствующая одной ячейке периодической замедляющей структуры представлена на рис. 1.7. Её элементы Ь, С, Ьс можно определить, если известны граничные частоты: нижняя и верхняя ш, границы полосы пропускания при отсутствии плазмы и пучка и геометрия зазоров резонаторов.
Напряжение и,+, и хок 7»+1 на выходе 5-й ячейки эквивалентной схемы могут быть выражены через напряжение и, и ток I, на её входе и напряжение на емкости 17 с помощью законов Кирхгофа. Напряжение на емкости, в свою очередь, может быть выражено через ток, протекающий по схеме, и ток /„, наведенный движением электронов плазмы и пучка.
Наведенный ток определяется взаимодействием плазменно-пучковым током с электрическим полем зазоров резонаторов в канале Е.. Это поле максимально в сечении, соответствующего середине зазора, и уменьшается по мере удаления от него, проникая в область дрейфовых трубок канала на расстояние порядка