НА Е01+Т ВОЛНЕ КОАКСИАЛЬНОГО ГОФРИРОВАННОГО ВОЛНОВОДА

June 20, 2012 by admin Комментировать »

А.                          А. Кураев, А. А. Навроцкий, А. К. Синицын Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники ул. П. Бровки, 6, Минск 220027, Беларусь Тел. (375-17) 239-84-98, e-mail: kuravev&.bsuir.unibel.bv. sinitsvn&.bsuir. unibel.bv

Коэффициенты а\ получаются в результате проекционной процедуры Бубнова-Галеркина [1,2]. На основе приведенной математической модели была создана программа моделирования и оптимизации параметров CTOKNS (Coaxial TWT Optimization of Kurayev-Naurotski-Sinitsyn).

III.   Результаты расчетов

Ha рис. 2,3,4 представлены характеристики одного из оптимальных вариантов полученного при (Во=0.8 (v0=345 кВ), ток i о=310 A, bi=2, b2=5.5, L=30; hi=0; n2=29,h2=0.92, КПД Г|=0.53 (регулярный гофр).

Рис. 2 иллюстрирует геометрию области взаимодействия и положение электронного пучка.

На рис.

Fig. 2

Fig. 4

Fig. 3

IV.   Заключение

Сформулирована математическая модель и создан пакет программ CTOKNS для анализа режимов работы и оптимизации параметров ЛБВ-О на комбинированной Eo-i+T волне коаксиального нерегулярного гофрированного волновода. Анализ полученных оптимальных вариантов ЛБВ-О на Eoi волне указывает на то, что учет Т-волны при этом оказывает значительное влияние на оптимальные значения параметра.

V.  Список литературы

[1]  Кураев А. А. Уравнения возбуждения произвольнонерегулярного коаксиального волновода // Весци НАН Беларуси, Серия физ.-тэх.н., 1999, №4, с.60-65.

[2]  Кураев А. А., Навроцкий А. А., Синицын А. К. Теория и оптимизация ламп бегущей волны О-типа на основной волне коаксиального гофрированного волновода // Радиотехника и электроника, 2001, том 46, №6.

[3]  Kurayev A. A., Navrotsky A. A., Sinitsyn А. К. TWT at the coaxial irregular waveguide // 2-nd IEEE International Vacuum Electronics Conference 2001, Huis ter Duin, Noordwijk The Netherlands, April 2-4, 2001.

[4]  А. А. Кураев, А. А. Навроцкий, А. К. Синицын. ЛБВ-О на коаксиальном гофрированном волноводе // 12th Международная крымская коныеренция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». (CriMiCo’2002). 9-13 сентября 2002 г., Севастополь, с. 167-171.

SIMULATION OF THE TWT WITH E0i+TWAVE OF COAXIAL CORRUGATED WAVEGUIDE

Kurayev A. A., Naurotski A. A., Sinitsyn A. K. Byeiarusian State University of Informatics and Radioelectronics P. Brovka St., 6, Minsk 220027, Byelarus Phone: (+375-17) 239-84-98 e-mail: kuravev&.bsuir.unibel.bv. sinitsvn&.bsuir. unibel.bv

Abstract: On the basis of the general theory of excitation of an irregular coaxial goffered waveguide [1] the mathematical model is created and the program for optimization of parameters of TWT-0 with azimuthal symmetric combined E0i+T wave is developed. Executed calculations indicate to perspectivity of such TWT. It is shown, that for regular corrugation efficiency of 50% is reached at p0=0.8 (V0=345 kV), l0=310 A

I.   Introduction

In articles [2,3,4] the TWT-0 on the basic work quasi-T wave of an irregular coaxial goffered waveguide is mathematically modeled and its perspectivity as an effective amplifier (efficiency up to 70 %) and generator with beam voltage and current is shown in a range v0 = 80 ЗООкВ, l0 = 200 800A

However, transition to superdimensional wave guides and multi-mode interaction are required with growth of working frequency for maintenance of conditions for realizability of channeling of rather big capacity.

II.   Model

The scheme of coaxial TWT is presented on Fig. 1. The structure of corrugation is as following (in terms of Л/2тт):

bi=bi0hi(z)s\n2(ni+ тtzIL);

b2=b2Q+h2(z)s\n2(n2+ ttz/L).

In works [2, 3, 4] the TWT mathematical model with the basic working quasi-T wave is created and its efficiency have been demonstrated. However it is required to increase the size of b2ob10 and pass to multi-mode interaction with growth of working frequency for maintenance of rather high output power. Cherenkov’s interaction on working hybrid mode E01+T At Ьг-Ь^ it is possible in a coaxial goffered waveguide. The mathematical model of such interaction at use of designations [1,2,3] will be written down as the equation of movement of large particles.

The coefficients a\ are obtained as a result of Galerkin’s projective procedure [1, 2]. CTOKNS optimization code (Coaxial TWT Optimization of Kurayev-Naurotski-Sinitsyn) had been created on the basis of the presented mathematical model.

III.   Result

Characteristics of an optimum variant obtained for p0=0.8 (v0=345 kV), current l0=310A, b,=2, b2=5.5, L=30, r0=4.5, 1^=0; n2=29, h2=0.92, efficiency r| =0.53 are presented at Fig. 2, 3, 4.

Fig. 3 represents the module of a z-component of the field acting on electron |EZ|; Pe, PT are powers of E0i and T waves,

Ps is full power of the electromagnetic wave through crosssection section of a waveguide, Gr is a function of bunching. Fig. 3 shows that the basic interaction in the given variant is carried out predominantly with the E0i-wave.

IV.   Conclusion

The mathematical model is formulated and CTOKNS software package for the analysis of operation modes and optimization of TWT-0 parameters on combined E01+T wave of a coaxial irregular goffered waveguide is created. The analysis of the received TWT-0 optimum variants on E0i wave indicates that the account of a T-wave thus renders significant influence upon parameter optimum values.

Аннотация С использованием программы оптимизации STOKS найдены варианты ЛБВ с переменным шагом спирали и одноступенчатой рекуперацией энергии потока на коллекторе с техническим КПД 86% (“прозрачная” ЛБВ) и 83% (ЛБВ с локальным поглотителем).

I.  Введение

В период с 1990 по 2001 гг. достигнуты весьма значительные успехи в повышении технического КПД (г|т) ЛБВ спирального типа средней мощности: г|т промышленно выпускаемых спутниковых ЛБВ повышен с 55% до 74% [1,2]. На возможность достижения таких уровней КПД в нерегулярных ЛБВ указывалось еще в работе [3]. Однако, приведенные в [1,2] результаты достигнуты в регулярных ЛБВ с четырехпятиступенчатой рекуперацией энергии различных скоростных фракций электронов на коллекторе. Собственно электронный КПД (г|е) этих ламп составляет

22..              .38%. Анализ особенностей нелинейных процессов взаимодействия в оптимизированных по КПД нерегулярных ЛБВ спирального типа [3, 4] указывает на то, что в таких приборах можно как существенно улучшить электронный КПД (г|е), так и оптимально сформировать скоростные фракции электронного потока на выходе области взаимодействия, обеспечивая тем самым упрощение и улучшение процесса рекуперации энергии электронов на коллектора.

II.  Модель ЛБВ

В основу математической модели положена нелинейная теория ЛБВ-О [3..6]. В модели учтены следующие существенные для ее полноты факторы: релятивизм; силы взаимодействия крупных частиц, моделирующих электронный поток, включая самодействие крупной частицы; распределенные и сосредоточенные потери в системе; диэлектрические опоры спирали; толщина провода спирали; влияние высших гармонических составляющих сигнала; используются строгие уравнения возбуждения нерегулярной спиральной замедляющей системы.

Собственно электронный КПД (г|е), рассчитанный по исходной мощности пучка Ро определяется как

Го=(1-РоГ^, ri=(1-pf)^2, P = w/c, n число крупных частиц, принятое в расчете, Loдлина области взаимодействия.

Технический КПД (qT) при одноступенчатой рекуперации тогда должен рассчитываться как:

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты