Усиление электромагнитных волн миллиметрового диапазона с помощью замедляющих систем типа "петляющий волновод"

С. 83–83.

Кравченко Н. П., Мухин С. В., Пресняков С. А.

 

В работе рассматривается модель усиления электромагнитных волн миллиметрового диапазона нерелятивистскими электронными потоками в одномерно периодических электродинамических системах.

В качестве замедляющих систем исследуются системы типа «петляющий волновод» и типа «встречные штыри», пригодные для работы в миллиметровом диапазоне.

Основными направлениями исследования являются:

- разработка модели лампы бегущей волны на основе разностной теории возбуждения  электродинамических систем токами;

- моделирование и расчет по упрощённым волноводно-резонаторным моделям электродинамических свойств замедляющих систем типа «петляющий волновод» в миллиметровом диапазоне;

- представление волноводно-резонаторной модели  замедляющей системы  типа «петляющий волновод», составленной из  отрезков прямоугольного и П-образного волновода;

- получение с помощью  волноводно-резонаторной модели  коэффициентов матрицы передачи, позволяющей провести анализ дисперсии и  сопротивления связи в полосе усиливаемых  частот;

- исследование замедляющей системы типа «петляющий волновод» с учетом геометрического поворота фазы поля в соседних зазорах с помощью линейной волноводно-резонаторной модели, представляемой цепочкой четырехполюсников, путем противоположного включения наведенного тока в соседних зазорах взаимодействия и с учетом первой пространственной гармоники, используемой в лампах бегущей волны при расчете дисперсии;

- расчет ряда вариантов, характеризующих основные закономерности изменения свойств замедляющей системы «петляющий волновод»;                            

- моделирование свойств замедляющих систем типа «петляющий волновод» с использованием 3D-кодов;

- применение результатов, полученных с использованием 3-D кодов, в качестве численного эксперимента для настройки волноводно-резонаторной модели;

- построение моделей штыревых замедляющих систем с использованием волноводно-резонаторной модели, настраиваемой по экспериментальным опорным точкам.

В работе показано, что для моделирования замедляющих систем типа «петляющий волновод» и «встречные штыри» могут использоваться волноводно-резонаторные модели, настраиваемые по полученным экспериментально опорным точкам.. В качестве опорных точек могут также использоваться значения замедления и сопротивления связи, полученные численным экспериментом с помощью программы HFSS. Построенные таким образом волноводно-резонаторные модели достаточно точны и просты. В данной работе показано, что эти модели  могут успешно применяться при  расчете ламп  бегущей волны,  работающих в миллиметровом диапазоне.

Ключевые слова: замедляющие системы, slow-wave structures, traveling wave tube, electrodynamic characteristics, лампа бегущей волны, электродинамические характеристики, waveguide-resonatory model, волноводно-резонаторная модель, the program HFSS, millimeter-wave range, программа HFSS, миллиметровый диапазон волн

В книге

Тезисы докладов IX международной отраслевой научной конференции “Технологии информационного общества”

М.: ИД Медиа Паблишер, 2015.