Взаимодействие электронного потока с полем циркулярно поляризованных мод ТМ110 и Тм210 в резонаторах гирокона и магникона
Диссертация
Проведенный анализ многорезонаторного магникона показал, что увеличение числа пассивных резонаторов в целях повышения коэффициента усиления приводит к заметно более критической зависимости результирующего КПД от начального радиуса электронного потока и 'требует тщательной оптимизации областей дрейфа и пассивных резонаторов. Для увеличения коэффициента усиления в практических конструкциях… Читать ещё >
Содержание
- I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ, ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ц
- 1. 1. Краткий обзор характеристик СВЧ источников мощного излучения. П
- 1. 2. Мощные микроволновые устройства, использующие взаимодействие с вращающимися модами ТМц0 и ТМ цилиндрических резонаторов
- 1. 3. Современное состояние проблемы
- II. ЛИНЕЙНЫЙ АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОННОГО ПОТОКА С ПОЛЕМ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ МОДЫ ТМ^ 10 В РЕЗОНАТОРАХ ГИРОКОНОВ И МАГНИКОНОВ
- 2. 1. Общие решения уравнения движения электронного потока в поле вращающейся моды цилиндрического резонатора ТМцо
- 2. 2. Анализ процесса энергообмена в входном резонаторе с вращающейся модой ТМ] ю
- 2. 3. Анализ процесса энергообмена в пассивном резонаторе
- 2. 4. Механизм возбуждения выходного резонатора
- 2. 5. Анализ процесса энергообмена в выходном резонаторе гирокона
- 2. 6. Анализ процессов энергообмена в выходном резонаторе магникона
- III. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
- 3. 1. Схема численного моделирования
- 3. 2. Собственные поля цилиндрического резонатора
- 3. 3. Уравнение движения нитевидного электронного пучка
- 3. 4. Применимость метода упрощенного вычисления собственных полей спиралевидного электронного пучка
- 3. 5. Спиральная модель электронного потока с нитевидными элементарными пучками
- 3. 6. Модель пучка с парциальными пучками конечного сечения
- 3. 7. Расчет собственных полей пучка конечного сечения
- 3. 8. Анализ и сравние погрешности расчета полей пространственного заряда
- IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО РАСЧЕТА И ИХ АНАЛИЗ
- 4. 1. Тестирование программы расчёта
- 4. 2. Первый вариант расчёта—гирокон на основной волне
- 4. 3. Второй вариант расчёта—магникон на второй гармонике
- 4. 4. Третий вариант расчёта—магникон на основной волне
- 4. 5. Четвёртый вариант расчёта—гибридный механизм взаимодействия. Ю
Список литературы
- Е.Г.Комар. Ускори тели заряженных частиц, Атомиздат, Москва, 1964 г.
- Ворогушин М.И. и др., Радиотехническая система циклотронов, Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1989 г.
- Н.А.Капцов, Радиофизическая Электроника, изд. Московский Университет, Москва, 1960 г.
- V.L.GTanastein et al., Design of gyroklystTon amplifers for driving TeV e"e+ linear colliders, IEEE Trans/Nucl. Sci., vol. NS-32, p.2957, 1985.
- И.Е.Артюх и др, Релятивистские СВЧ устройства сверхбольшой мощности, Обзор по электронной технике, Электроника СВЧ, вып. 17 (1490), 1989 г.
- И.Е.Артюх и др, Лазер на свободных электронах, часть 1, Обзор по электронной технике, Сер. 1, Электропика СВЧ, вып. 19(13 14), 1989 г.
- И.Е.Артюх и др, Лазер па свободных электронах, часть 2, Обзор по электронной технике, Сер.1, Электроника СВЧ, вып.19(1314), 1989 г.
- G.I.Budker el al., US patent 3885, с. 193, 1975 .
- Е.И.Будкер и др., ВЧ система электрон-позитронного накопителя ВЭПП-4 на основе гирокона—мощного УКВ генератора с несгруппнровапным релятивистским пучком, доклад на 5-ой Всесоюзной Конференции по Ускорителям Заряженных Частиц, Дубна, 1976 г.
- Е.И.Будкер и др., Еирокон—мощный СВЧ генератор с высоким КПД, препринт ИЯФ СО АН, 78−9,г. Новосибирск, 1978 г.
- G.I.Budker et al., The gyrocon—an efficient relativistic high power VHF generator, Particle Accelerators, Part.Accel., vol. 10, p41, 1979.
- P.J.Tallerico et al., The gyrocon: a high-efficiency, high power microwave amplifer, IEEE Tras., Eletron Devices, vol. ED-26, p. 1559,1979.
- P.J. l allerico, Status of the Los Alamos gyrocon, 112EE Trans., Nucl. Sci., vol. NS-28, p.2797, 1981.
- И.М. М. Карлинер и др., Круговая СВЧ развертка пучка электронов в гироконе, препринт ИЯФ СОАН, по.82−147, г. Новосибирск, 1982 г.
- М.М.Карлипер и др., Круговая СВЧ развертка пучка частиц с магнитным сопровождением, препринт ИЯФ СО АН, по.83−143, г. Новосибирск, 1983 г.
- PJ.Tallerico, A 150kw, 450MHz gyrocon rf generator, IEEE Trans.Nucl. Sci, vol. NS-30, p.3420, 1983.
- A.Bondeson et al., Multimode analysis of quasi-optical gyrotrons and gyroklystrons, Infrared and Millimeter Waves, vol.9, p.309, 1983.
- M.M.Karliner et al., The magnicon—an advanced version of the gyrocon, Nuclear Instrument and Methods in Physics Research, A269, p.459, 1988.
- W.Manheimer, Theory and conceptual design of a high-power highly efficient magnicon at 10 and 20 GHz, IEEE Trans, on Plasma Science, vol.18, no.3, p.632, 1990.
- B.Hafizi et al., Analysis of the deflection system for a magnetic-field-inimerserd magnicon amplifier, report NRL, 1991.
- Nezhevenko, The magnicon: a new rf power source for accelerator, Proc. 1991 IEEE Particle Accelerator Conf, 1991.
- S.H.Gold et al., Design of high perveance, field-immerserd magnicon, Int. Conf. Infrared and Millimeter Waves, 1993.
- A.Nezhevenko, The magnicon: a new rf power source for accelerator, Conf. Rec., 1991 IEEE Particle Accel. Conf, p.2933,1991.
- S.II.Gold et al., Study of gain in C-band deflection cavities for a frequency-doubling magnicon amplifer, IEEE Trans, on Plasma science, vol.21, no.4, 1993.
- B.Haflzi et al., Nonlinear analysis of a magnicon output cavity, Phys. Fluids B, vol.5, p.3045, 1993.
- B.Hafizi et al., Optimization studies of magnicon efficiency, Phys. Plasmas vol.2, no.3, 1995.
- A.W.FIiflet et al, Theory of competition between synchronous and nonsynchronous modes iii a magnicon output cavity, to appear in Phys.Plasmas.
- S.H.Gold et al., Initial operation of an X-band magnicon amplifier experiment, Proceeding of 1995 Particle Accelerator conference, 1995.
- S.H.Gold, X-band magnicon amplifer research at the Naval Research Laboratory, Report NRL, 1995.
- В.А. Ванке, А. А. Зайцев, Система нелинейных уравнений для численного анализа ЛБВ с поперечным полем, Изв. ВУЗов, Радиофизика, т.20, по.4, с. 612, 1977 г.
- А.А. Зайцев, Вопросы эффективности взаимодействия поперечных волн электронного потока с электромагнитными полями, Кандидатская диссертация, 1979 г.
- Б.М.Блейвас, В. А. Ванке, Л. И. Рыбникова, В. Л. Саввин, Численное моделирование процессов рекуперации в циклотронном преобразователе, Радиотехника и Электропика, по.5, с. 1009, 1982 г.
- С.П.Кантюк, В. Б. Петровский, Характеристики резонансного элемента связи с быстрой циклотронной волной электронного потока в неоднороднном магнитном поле, Электронная техника, сер. Электроника СВЧ, вып.8(344), с. 29, 1982 г.
- В.А.Ванке, В. И. Гореликов, В. Л. Саввин, Возбуждение быстрых циклотронных воли в мощном электронном потоке циклотронногопреобразователя СВЧ-энергии, Электронная техника, сер. Электроника СВЧ, вып.3(35 I), с. 7, 1983 г.
- В.А.Ванке, В. И. Гореликов, В.JI.Саввин, Влияние поля пространственного заряда на процессы энергообмена в резонаторе циклотронного преобразователя, Электронная техника, сер. Электроника СВЧ, вып.8(368), 1984 г.
- В.А.Ванке, А. В. Конпов, Замедленные электромагнитные волны в пространственно-скрученной двухрядной гребенке, Радиотехника и электроника, вып. З, с. 572, 1986 г.
- В.Л.Ванке, А. В. Коннов, В. Л. Саввин, ЛБВ с циркулярно-поляризованным полем, Электронная техника, сер. Электроника СВЧ, вып.4(398), 1987 г.
- В.А.Ванке, А. В. Коннов, В. Л. Саввин, О расширении полосы частот лампы бегущей волны с циркулярно-поляризованным полем, Радиотехника и электропика, вып.7, с. 1517, 1989 г.
- В.А.Ванке, А. В. Коннов, В. Л. Саввин, О секционированных лампах бегущей волны с циркулярно-поляризованным полем, Электроника СВЧ, с. 1549, 1990 г.
- V.A.Vanke, l.A.Boutlxmskiy.L.Savvin, Development of cyclotron-wave convener, SPS 95 con f. Kobe, 1995.
- V.A.Vanke, V.L. Savvin, Cyclotron-wave converter for SPS energy transmission system, Second Internationaal Symposium, SPS91, Paris, 1991.
- А.В.Пеклевский, В. Л. Саввин, Влияния поля кулоновских сил на КПД реверсивной области циклотронного преобразователя энергии, Сборник Научных трудов МИФИ-98, с. 62, 1998 г.
- А.В.Пеклевский, В. Л. Саввин, Персипективы повышения мощности циклотронного преобразователя энергии, Сборник Научных трудов МИФИ-99, с. 167, 1999 г.
- В.М.Лопухин и др., Шумы и параметрические явления в электронных приборах сверхвысоких час гот, издательство Наука, Москва,! 966 г.
- С.В.Белюстин, Классическая электронная теория, Высшая Школа, Москва, 1971 г.
- И.И.Собельман, И. В. Тютин, Индуцированные радиационные процессы в квантовой и классической теориях, Успехи Физических наук, T. LXXIX, вып.4, с. 595,1963 г.
- А.А.Соколов, Синхротронное излучение и квантовая механика, Знание, Москва, 1968 г.
- В.Б.Берестецкий и др., Релятивистская квантовая теория, Наука, Москва, 1968 г.
- Д.Ganguly and K.R.Chu, Limiting current in gyrotrons, Int.J.Infrared and Millimeter Waves, vol.5, p. 103, 1984 r.
- А.С. Рошаль, Моделирование заряженных пучков, Атомиздат, Москва, 1979 г.
- Ван Чжиаон, В. Л. Саввин, Спиральная модель электронного потока для анализа поперечно-волновых СВЧ устройств с циркулярнополяризованным электромагнитным полем, Труды Научной сессии МИФИ-98, часть 4, с. 80,1998 г.
- Ван Чжисюн, В Л. Саввин, Анализ процессов энергообмена электронного пучка с циркулярно-поляризованным электромагнитным полем выходного резонатора магникона, Труды Научной сессии МИФИ-99, т. 54, с. 1 69, 1999 г.
- Ван Чжисюн, В. Л. Саввин, Модель электронного потока с парциальными пучками конечного сечения, Труды 7-й Всероссийской школы-семинара «Физика и применение микроволн», Московская область, Красновидово, т. 1, с. 130, 1999 г.
- Ван Чжисюн, В. Л. Саввин, Модель электронного потока с парциальными пучками конечного сечения, Известия РАН, серия физическая, т.63, по. 12, с. 2363, 1999 г.