Исследование и разработка мощных ЛБВ на цепочках связанных резонаторов с расширенной полосой усиления
Диссертация
Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях аспирантов и молодых специалистов (Москва, МГИЭМ, 2004;2007) — на международной межвузовской конференции «Электроника и радиофизика СВЧ» (Санкт-Петербург, 1999 г.) — на научно-технической конференции «Электронные приборы и устройства нового поколения. Задачи… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Мощные широкополосные ЛБВ на цепочках связанных резонаторов сантиметрового диапазона (обзор литературы)
- 1. 1. ЛБВ в структуре СВЧ приборов
- 1. 2. Конструкции и принцип действия ЛБВ. Достигнутые уровни параметров
- 1. 3. Основные типы излучений заряженных частиц
- 1. 4. Теоретические подходы к анализу взаимодействия потока и поля в электронных приборах
- 1. 4. 1. Метод эквивалентных схем
- 1. 4. 2. Модели электронного потока
- 1. 5. Краткий обзор программ для разработки ЛБВ
- 1. 6. Методы расширения полосы рабочих частот ЛБВ
- Глава 2. Методы.анализа усиления в мощных ЛБВ на цепочках связанных резонаторов
- 2. 1. Эквивалентное описание резонансных замедляющих систем и электронного потока
- 2. 2. Матричный и волновой методы анализа усиления в мощных однолучевых ЛБВ
- 2. 3. Двулучевое взаимодействие электронных потоков с полями замедляющей системы [113−116]
- 2. 3. 1. Основные уравнения продольного непрерывного взаимодействия электронных потоков в гладкой трубе дрейфа
- 2. 3. 2. Основные уравнения продольного взаимодействия электронных потоков с полями резонансных замедляющих систем
- 2. 4. Дисперсионные характеристики однолучевого электронного потока и замедляющей системы
- 2. 5. Исследование влияния электронной нагрузки на параметры связной системы
- 2. 6. Взаимодействие волн потока и поля в резонансных системах с учетом затуханием
- 2. 7. Исследование взаимодействия в связанной системе при изменении параметров пучка
- 2. 8. Исследование усиления однолучевой односекционной ЛБВ 10-см диапазона
- 2. 9. Исследование усиления однолучевой трехсекционной ЛБВ 3-см диапазона
- 2. 10. Исследование усиления в двулучевой односекционной ЛБВ на цепочке связанных резонаторов
- 2. 11. Расчет усиления в двулучевой секционированной ЛБВ на цепочках связанных резонаторов
- Глава 3. Разработка электродинамической системы ЛБВ
- 3. 1. Выбор и описание замедляющей системы на цепочке связанных резонаторов
- 3. 2. Принципы построения замедляющих систем мощных ЛБВ
- 3. 3. Решение задачи широкополосного согласования электродинамической системы
- 3. 4. Разработка замедляющей системы для трехсекционной ЛБВ
- 3. 5. Экспериментальные исследования по повышению эффективности работы секционированной ЛБВ
- 3. 6. Разработка волноводных ввода и вывода энергии. v
- 3. 7. Конструирование электродинамических систем для мощных широкополосных ЛБВ сантиметрового диапазона
- Глава 4. Разработка электроннооптических систем ЛБВ
- 4. 1. Разработка инжектора электронов для мощной широкополосной ЛБВ 10 см диапазона [118]
- 4. 2. Конструкции электронных пушек
- Особенности построения сборочных и измерительных устройств [119]
- 4. 3. Выбор конструкции катодно-подогревательного узла. г
- 4. 4. Исследование полей магнитной периодической фокусирующей системы
- 4. 5. Расчёты и конструирование коллекторных систем
- 4. 6. Проектирование двухкатодных пушек и формирование двулучевого пучка
- Глава 5. Особенности конструкции и технологии изготовления ЛБВ
- 5. 1. Конструкторско-технологические особенности изготовления узлов
- 5. 2. Особенности технологических процессов течеискания, вакуумно-термической обработки и высоковольтной тренировки
- 5. 3. Системы охлаждения ЛБВ сантиметрового диапазона
Список литературы
- R.H. Abrams, В. Levush, AA. Mondelli, R.K. Parker. Vacuum Electronics for the 21st Century. 1. EE Microwave magazine. Sept/2001.
- A. Nordsieck. Theory of the Large Signal Behavior of Traveling Wave Amplifiers. IEEE. May/1961
- Theodore G. Mihran. The Effect of Drift Length, Beam Radius, and Perveance on Klistron Power Conversion Efficiency. IEEE. Apr/1967.
- Гайдук В.И., Палатов К. И., Петров Д. М. Физические основы электроники СВЧ М.:Сов. радио, 1971. -600 с.
- Трубецков Д.И., Храмов А. Е. Лекции по СВЧ электронике для физиков.В 2 т. М.: Физматлит, 2003, т.1. -496 с.
- Гиротрон. Сб. научн. трудов- Горький: ИПФ АН СССР, 1981. -254 с.
- Лебединский С.В., Канавец В. И., Васильев Е. И., Гранит Я. А., Журавлев С. В., Кучугурный В, И., Сандалов А. Н. Мощные многорезонаторные клистроны с высоким КПД // Электронная техника, сер. 1. Электроника СВЧ, 1977, № 1, с. 41−51.
- В.В.Аликаев, Г. Г. Денисов, В. Е. Запевалов, В. И. Курбатов, А. Г. Литвак, В. Е. Мясников, Е. М. Тай. Гиротроны для УТС // Вакуумная СВЧ электроника: Сборник обзоров, — Нижний Новгород: Институт прикладной физики РАН, 2002, с. 71−76.
- Стапранс А, Маккьюн Э., Рютц Дж. СВЧ электровакуумные приборы большой мощности с линейным электронным пучком // В кн. Мощные электровакуумные приборы СВЧ М.: Мир, 1974, с. 33−69.
- Мендел. Лампы бегущей волны со спиралью и со связанными резонаторами // В кн. Мощные электровакуумные приборы СВЧ М.: Мир, 1974, с. 9−32.
- Рувинский Г. В., Аристархова О. Н., Котюргин Е. А., Победоносцев А. С. Мощные ЛБВ сантиметрового диапазона длин волн // Вакуумная СВЧ электроника: Сборник обзоров.- Нижний Новгород: Институт прикладной физики РАН, 2002, с.49−53.
- Григоренко Л.П., Канавец В. И., Копылов В. В., Корешков Е. И., Мозговой Ю. Д. Взаимодействие электронного потока с полем запредельной секции ЛБВ // Электронная техника, сер. 1, Электроника СВЧ, 1974, № 5, с. 26−38.
- Григоренко Л.П., Канавец В. И., Корешков Е. И., Мозговой Ю. Д. Исследование усиления электромагнитных колебаний в многосекционных ЛБВ на связанных резонаторах // Электронная техника, сер.1, Электроника СВЧ, 1978, № 9, с. 27−40.
- Азов Г. А., Райе Ю. Э. Результаты применения комбинированных опор в замедляющих системах мощных ЛБВ. Труды LVI научной сессии, посвященной дню радио. 2001 г. стр.307−310.
- Накрап И.А., Наседкин А. А., Харченко В. В., Шиндяпина Н. Б. Исследование согласования и распределения поля неоднородных цепочек связанных резонаторов. Электронная техника, Сер. Электроника СВЧ, вып.3(375), 1985, стр. 33−36.
- Переводчиков В. И., Боровиков П. В., Гусев С. И., Завьялов М. А., Конкин В. А., Кузнецов Ю. А., Мартынов В. Ф., Тюрюканов П. М., Шапиро А. Л. Мощные широкополосные пучково-плазменные усилители СВЧ-колебаний // Прикладная физика, 2001, № 5, с. 57−61.
- Кочетова В.А., Малыхин А. В., Петров Д. М. О синтезе электронного сгустка и условий его реализации в клистроне. //Радиотехника и электроника, т.26. № 1, 1981, с. 146−154.
- Артюх И.Г., Вдовин В. А., Канавец В. И., Сандалов А. Н., Теребилов А. В. Исследование широкополосных многорезонаторных клистронов // Электронная техника, сер. 1, Электроника СВЧ, 1979, № 11. с. 3−13.
- Канавец В.И., Сандалов А. Н., Слепков А. И., Теребилов А. В. О получении высоких КПД в мощных широкополосных клистронах. // 6-й Всесоюзный семинар «Колебательные явления в потоках заряженных частиц» Л.СЗПИ.1978, с.6−9
- Канавец В.И., Сандалов А. Н., Слепков А. И., Теребилов А. В. Группирование электронов в мощных широкополосных клистронах с высоким КПД.// Радиотехника и электроника, 1978, т.23, № 11, с. 2379−2390.
- Гельвич Э.А., Жарый Е. В., Закурдаев А. Д., Пугнин В. И. Многолучевые клистроны. Тенденции развития //Вакуумная СВЧ электроника: Сборник обзоров.-Нижний Новгород: Институт прикладной физики РАН, 2002, с. 54−61.
- Франк И.М. Излучение Вавилова Черенкова. Вопросы теории. -М.:Наука. Гл.ред.физ.-мат.лит. 1988.-288 с.
- Гинзбург В.Л. Некоторые вопросы теории излучения при сверхсветовом движении в среде //УФН, 1959, т. 69, № 4, с. 537−564.
- Земсков Ю.Б. ЛБВ с неоднородными резонаторными замедляющими системами: Обзор по электронной технике. Сер., Электроника СВЧ, вып. 13(987) 1983 г., стр. 1−41.
- Соколов А.А., Тернов И. М. Релятивистский электрон— М.: Наука, 1983.-304 с.
- Мухин С.В. Моделирование процессов дискретного взаимодействия в ЛБВ. с резонаторными замедляющими системами. Журнал радиоэлектроники, № 12, 2002 г.
- Шевчик В.Н., Трубецков Д. И. Аналитические методы расчета в электронике СВЧ -М.:Советское радио, 1970. -584 с.
- Вайнштейн Л.А., Солнцев В.А, Лекции по сверхвысокочастотной электронике М.: Сов. радио, 1973. -299 с.
- Трубецков Д.И., Храмов А. Е. Лекции по СВЧ электронике для физиков.В 2 т.- М.: Физматлит, 2004, т.2. -648 с
- Пирс Дж. Лампа с бегущей волной М.: Сов. радио, 1952. -230 с.
- Сандалов А.Н., Родякин В. Е. Коллекторные системы приборов СВЧ с продольным взаимодействием. «Зарубежн. электрон.», 1984, № 9, 63.
- Лошаков Л.Н., Пчельников Ю. Н. Теория и расчет лампы с бегущей волной. М.:"Сов. радио", 1964, 296 с.
- Силин Р.А., Сазонов В. П. Замедляющие системы. М.:"Сов. радио", 1966, 632 с.
- Канавец В.И., Мозговой Ю. Д. Особенности взаимодействия пучка и волн периодической структуры вблизи границы полосы прозрачности. //Радиотехника и электроника, 1975, Вып. 10, С. 2121.
- Аксенчик А.В. Оптимизация нерегулярных многосекционных ЛБВ на цепочке связанных резонаторов. Электромагнитные волны и электронные системы, 2001, т.6, № 6, стр. 38−49.
- Солнцев В.А., Кравченко Н. П. Волновая линейная теория ЛБВ вблизи границы полосы пропускания. //Радиотехника и электроника, 1978, Т. 23, № 5, С. 1103−1105.
- Осин А.В., Солнцев В. А. Электронные волны в запредельных периодических структурах. //Радиотехника и электроника, 1979, Т. 24, № 7, С. 1380−1388.
- Осин А.В., Солнцев В. А. Анализ распространения электронных волн внутри и вне полосы пропускания периодических структур. //Радиотехника и электроника, 1982, Т. 27, № 11, С. 2207−2214.
- Осин А.В., Солнцев В. А. Исследование усиления ЛБВ вблизи (границы полосы пропускания на основе теории возбуждения периодических структур. //Радиотехника и электроника, 1982, Т. 27, № 12, С. 2435−2441.
- Савин В.Б., Кузьмина В. Г. Электровакуумные приборы СВЧ: развитие и применение. «Зарубежная радиоэлектроника». 1984, № 9, 63.
- Канавец В.И., Мозговой Ю. Д., Слепков А. И. Излучение мощных электронных потоков в резонансных замедляющих системах. Москва, МГУ, 1993.
- Власов А.А. ЖЭТФ 8, 291, 1938- Уч. Записки МГУ 75, вып. 2, 1945.
- Кравченко Н.П., Солнцев В. А. Нахождение комбинационных сопротивлений связи периодических замедляющих систем с использованием экспериментальных данных. //Радиотехника и электроника, 1980, Т. 25, № 3, С. 601−605.
- Дубинов А.Е. Способ осуществления генерации электромагнитных волн в двухпучковой электронной СВЧ лампе. Патент RU 2 189 661, опубликован 20.09.2002.
- Савилов А.В. Режим самозахвата электронов в СВЧ системе двухпучкового ускорителя. ЖТФ, т. 66, вып. 9, 1996 г., стр. 148−163.
- Григорьев А.Д., Янкевич В. Б. Теория и расчет резонансных замедляющих систем. М.: Сов. Радио, 1985.
- Никольский В.В. Вариационные методы для внутренних задач электродинамики. М.: Наука, 1967.
- Бугаев С.П., Канавец В. И., Кошелев В. И., Черепенин В. А. Релятивистские многоволновые СВЧ генераторы. Новосибирск, 1991.
- Канавец В.И. Метод разделения вихревых и кулоновских полей в приложении к задачам нелинейной электроники СВЧ. //Колебательные явления в потоках заряженных частиц. Л., 1978, С. 11−27
- Бугаев С.П., Кошелев В. И., Канавец В. И. Черепенин В.А. Релятивистский многоволновый черенковский генератор. Письма в ЖТФ, 1983, № 22, С. 1385.
- Абубакиров Э.Б., Белоусов В. И. и др. Экспериментальная реализация циклотронно-резонансной селекции мод в релятивистских электронных высокочастотных генераторах черенковского типа. Письма в ЖЭТФ, 1983, Т. 9, № 9, С. 533.
- Рошаль А. С. Моделирование пучков заряженных частиц. М.: Атомиздат, 1979, 224 с.
- Хокни Р., ИствудДж. Численное моделирование методом частиц. М.: Мир, 1987, 638 с.
- Доусон Дж.И., Лин А.Т. Моделирование методом частиц. //Основы физики плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1984, С. 83−146.
- Вайнштейн Л.А., Назарова М. В. Метод опорных частиц в сверхвысокочастотной электронике. Лекции по электронике СВЧ (4-я школа-семинар инженеров), Кн. 2. Изд. Саратовского ун-та, 1978, С. 3−34.
- Ильин В.П. Численные методы решения задач электрооптики. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1974, 202 с.
- Голеницкий И.И., Духина Н. Г., Каневский Е. И. Комплексный расчет трехмерных электроннооптических и магнитных фокусирующих систем. Электронная техника, сер. СВЧ-техника, вып.2(482), 2003.
- Днестровский Ю.Н., Костомаров Д. П. Математическое моделирование плазмы. М.: Мир, 1980, 320 с.
- Краус А.Д. Охлаждение электронного оборудования.// Ленинград, изд. «Энергия», 1971 г.
- Канавец В.И., Лопухин В. М., СандаловА.Н. Лекции по электронике СВЧ. Изд. Саратовского ун-та, 1974.
- КацА.М., Ильина Е. М., Манькин И. А. Нелинейные явления в СВЧ приборах О-типа с длительным взаимодействием. М.:"Сов. радио", 1975, 296 с.
- Солнцев В.А. Лекции по электронике СВЧ. (4-ая зимняя школа-семинар инженеров). Изд. Саратовского ун-та, 1978, 226 с.
- Вайнштейн Л.А. Лекции по электронике СВЧ и радиофизике. Изд. Саратовского ун-та, 1981
- Солнцев В.А., Ведяшкина К. А. Двумерные модели и нелинейные уравнения аксиально-симметричных потоков. //Электронная техника, Сер. 1, Электроника СВЧ, 1975, Вып. 2, С. 34−44.
- Солнцев В.А., Ведяшкина К. А. Численный анализ двумерных моделей аксиально-симметричных электронных потоков. //Электронная техника, Сер. 1, Электроника СВЧ, 1975, Вып. 4, С. 60−72.
- Потапов Ю.В. Проектирование СВЧ устройств. EDA Expert, № 4(77), 2003 г.
- Голеницкий И.И., Кущевская Т. П., Румянцев С. А. Программа «ЭОС2» для моделирования осесимметричных и плоских электронно-оптических систем. Электронная техника. Сер. СВЧ-техника, вып. 2(478), 2001, стр. 65−70.
- Silaev S.A. Application of the code ISFEL3D for three-dimensional RF structure calculations. Proc. Int. Univ/ Conf., «Electronics and Radiophysics of Ultra-high Frequencies», St. Petersburg, May 24−28,1999, p.407−410.
- Frequency-domain code Dev.5.0 for analysis of coupled-cavity traveling wave tubes, klystrons and their/A.V. Konnov, A.V. Malykhin//Proceedings of VI International Vacuum Electronics Conference, IVEC 2005, Noordwijk, Netherlands- pp. 195−198.
- Корнеева Т. Фазированные антенные решетки. Перспективные программы НИОКР. Обзор. Microwave Journal, 1996, v.39, № 2, p. 113−124- 1997, v.40, № 5, p.228−232- № 6, p.84−92.
- A.A. Толкачев, О некоторых тенденциях развития радиолокационных и связных систем. Вакуумная СВЧ электроника. Сборник обзоров. Н. Новгород, ИПФ РАН, 2002, с. 160.
- Белугин В.М., Васильев А. Е., Ветров В. В., Розанов-Н.Е. Создание мощных широкополосных непрерывных ламп бегущей волны для передающих устройств. // Москва, МРТИ РАН, препринт № 2007−02.
- Белугин В.М., Васильев А. Е., Ветров В. В., Розанов Н. Е. Разработка, методы расчета и создание широкополосных непрерывных ламп бегущей. Москва, МРТИ РАН, препринт № 2005−03.
- Корепин Г. Ф., Стефаненко А. А. Классификация течей ЭВП СВЧ.-Электронная техника, сер. СВЧ-техника, вып. 1(481), 2003.
- Корепин Г. Ф., Климова Н. Н., Сытник А. Я. Критическое время1 обезгаживания ЭВП СВЧ. Тезисы докладов НТС «Вакуумная техника и технология — 2003».
- Корепин Г. Ф. Особенности проводимости вакуумного промежутка ЭВП СВЧ. Тезисы докладов НТС «Вакуумная техника и технология — 2003»
- Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизичеоким свойствам газов и жидкостей. //Москва, изд. «Наука», 1972.
- Тараненко 3. И., Трохименко Я. К. Замедляющие системы, Киев, 1965
- Мозговой Ю.Д., Слепков А. И. Исследование условий согласования в мощных ЛБВ на резонансных замедляющих системах. // Физика и применение микроволн. Труды всесоюзной школы-семинара. М., МГУ, 1991, с.18−21. .
- Горбунов В.И., Земсков Ю. Б., Мозговой Ю. Д., Слепков А. И. Исследование усиления и самовозбуждения колебаний в мощных ЛБВ вблизи границ* полосы прозрачности. // Физика и применение микроволн. Труды всесоюзной школы-семинара. М., МГУ, 1991, с. 54−57. *
- Горбунов В.Н., Мозговой Ю. Д., Мухин С. В., Слепков А. И. Исследование изрезанности АЧХ многосекционных ЛБВ на ЦСР.// 44 Всесоюзная сессия, посвященная дню Радио, М., 1989.
- Ruets J.A., Robinson D., Pavkovich J. The effect of tapered circuits on efficiency for high-power traveling-wave tubes. // IRE Electron Devices Meet., Washington, D.C., Oct. 1960.
- Rowe J.E., Brackett C.A. Velocity tapering in microwave amplifiers. // IEEE Trans. Electron Devices, vol. ED-12, p.441, aug.1965.
- Pond N.H., Twiggs R.J. Improvement of traveling-wave tube efficiency through period tapering. // IEEE Trans. Electron Devices, vol. ED-13, p.956. Dec. 1956.
- Hess R.C. Traveling-wave tube large-signal theory with application to amplifiers having DC voltage tapered with distance. // Ph.D. dissertation, Elec.Eng.Dep., Univ. of California, July 1960.
- Sauseng O.G., Erastod M.N. Advancements in traveling-wave tube efficiency with combined voltage jump, tapers and enhanced beam bunching. // IEEE Int. Electron Devices Meet., Washington, D.C., Oct. 1966.
- Кураев A.A., Синицын A.K. Автофазный режим лампы бегущей волны О-типа. Радиотехника и электроника, 1989, Т. 34, № 6.
- Солнцев В.А. Анализ изофазных ламп с бегущей волной. Электронная техника. Сер.1. Электроника СВЧ, 1971, вып. 11.
- Прокофьев Б.В. Расчёт матриц рассеяния баночных окон сложной конфигурации для волноводных вводов (выводов) энергии ЭВП СВЧ. Электронная техника. Сер.1. Электроника СВЧ. 1991. Вып.3(437). С.4−9.
- Прокофьев Б.В. Волноводное СВЧ-окно баночного типа. Пат. РФ № 1 725 685.8.12.91. (13.04.90). Кл. Н01 j 23/36. (Изобретения. -1994. № 8).
- Symons R.S. Sealed waveguide window, U.S. Patent 2 958 834.
- Клэмпитт Л. Мощные электровакуумные приборы СВЧ. М.,"Мир"1 1974г.
- Алямовский И.В., Муравьева Т. В. Электронная пушка // А.с. на изобретение № 381 295 от 22.10.71 г. f,
- Муравьева Т.В., Алямовский И. В., Пушкарева И. М. Электронная пушка // А.с. на изобретение № 537 564 от 20.06.75 г. f.
- Муравьева Т.В. Электронная пушка // А.с.на изобретение № 605 478 от 19.07.76 г.
- Алямовский И.В., Муравьева Т. В. Электронная пушка с низковольтным управлением // А.с. на изобретение № 584 662 от 16.02.76 г.
- Муравьева Т.В., Алямовский И. В. Электронная пушка // А.с. на изобретение № 692 434 от 26.12.77 г.
- Муравьева Т.В., Алямовский И. В. Электронная пушка с низковольтной модуляцией // А.с. на изобретение № 537 564 от 20.06.75 г.
- Муравьева Т.В., Платонова Т. А., Золотова Т. Г. Электронная пушка // А.с. на изобретение SU 1 316 470 17.05.85 г.
- Алямовский И.В. Электронные пучки и электронные пушки. -Москва, Сов. радио, 1966.
- Максимов Б.Н. и др. Промышленные фторорганические продукты. Справочник.//Ленинград, изд. «Химия», 1990 г.
- Ашкинази Л.А. Катоды для электровакуумных приборов СВЧ. «Итоги науки и техники ВИНИТИ. Электроника». М., 1985, 17, 311−343.
- Rawls J.L., J.R. Asbley, W, P, Kolb. PPM focusing of convergent beams emerging from partially shielded cathodes.// IEEE Trans. Electron Devices, vol. ED-14, pp.301−305, June 1967.
- Дирак П. A. M., Принципы квантовой механики, пер. с англ., М., 1960.
- Евдокимов Ю.В., Тисов И. Н. Теоретическое и экспериментальное исследование усиления в мощных ЛБВ на цепочках связанных резонаторов. М., МИЭМ, труды науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых специалистов -2007, с.341−342.
- Евдокимов Ю. В. Муравьева Т.В., Колесникова НА Курдышов А.И. Разработка инжектора электронов для мощной широкополосной ЛБВ непрерывного действия. Препринт 2007−1 М., МРТИ РАН, 2007
- Евдокимов Ю.В. Особенности построения сборочных и измерительных устройств для инжекторов электронов широкополосных ЛБВ. Измерительная техника, 2007, № 12, с. 45−48.
- Евдокимов Ю. В. Муравьева Т.В. Электронная пушка. Патент RU 73 124.