Исследование нелинейных режимов сверхмощных СВЧ усилителей на многорезонаторных клистронах
Диссертация
С помощью выражения для мгновенной мощности взаимодействия постоянной составляющей конвекционного тока с СВЧ полем колебательной системы найдены нелинейные аналитические соотношения для активной и реактивной составляющих проводимости электронной нагрузки резонатора с учетом релятивистских эффектов. На основе обобщенной на релятивистскую область эквивалентной схемы и полученных соотношений для… Читать ещё >
Список литературы
- Webster D. L. Cathode — ray bunching // J. Appl. Phys.- V. 10. -1939.- № 7.-P. 501 — 508.
- Hamilton D. R., Knipp J. R., Kuper J. B. Klistrons and microwave triodes // New-York, 1948. (Клистроны: пер. под ред. Е. Д. Науменко // М.: Советское радио. 1952. — 225 с.)
- Warnecke R., Guenard P. Les tubes elektroniques a comman der par modulation de vitesse // Paris, 1951. 814 p.
- Лопухин B.M. Возбуждение электромагнитных колебаний и волн электронными потоками // М.: ГИТТЛ. 1953. — 324 с.
- Гвоздовер С.Д. Теория электронных приборов сверхвысоких частот // М.: ГИТТЛ. 1956. — 528 с.
- Кацман Ю. А. Вопросы теории многорезонаторных клистронов // М.: Связьиздат. 1958. — 176 с.
- Beck А. Н. W. Space charge waves and slow electro-magnetic waves // London, 1958. — 396 p.
- Шевчик B.H. Основы электроники сверхвысоких частот // М.: Советское радио. 1959. — 307 с.
- Клеен В.В. Введение в электронику сверхвысоких частот // М.: Советское радио. Ч. 1.- 1963 .-480 с.
- Хайков А. 3. Мощные усилители на многорезонаторных клистронах // М.: Связь. 1964. -168 с.
- Хайков А. 3. Клистронные передатчики. // М.: Связь. 1967.64 с.
- Роу Дж. Е. Теория нелинейных явлений в приборах сверхвысоких частот // М.: Советское радио. 1969. — 616 с.
- Гайдук В. И., Палатов К. И., Петров Д. М. Физические основы электроники сверхвысоких частот // М.: Советское радио. 1971. — 600 с.
- Лебедев И. В. Техника и приборы сверхвысоких частот // М.: Высшая школа. 4.2. — 1972. — 376 с.
- Канавец В. И., Лопухин В. М., Сандалов А. Н. Лекции по СВЧ электронике: книга VII // Изд. Саратовского ун-та. -Саратов, 1974. -243с.
- Хайков А. 3. Клистронные усилители // М.: Связь. -1974. -392 с.
- Джексон Дж. Классическая электродинамика // М.: Мир. -1965.-702 с.
- Малкин И. Г. Некоторые задачи теории нелинейных колебаний // М.: ГИТТЛ. -1956. 491 с.
- Кацман Ю. А. Приборы СВЧ. Теория, основы расчета и проектирования электронных приборов // М.: Высшая школа. 1983. -368с.
- Ландау Л. Д., Лившиц Е. М. Теория поля // М.: Наука. 1988.512 с.
- Зевеке Г. В. и др. Основы теории цепей // М.: Энергоатомиздат. -1989.-528 с.
- Повышение эффективности широкополосных усилительных клистронов: Отчет по НИР № 73 016 324 // ЛЭИС. -Л., 1975. 195 с.
- Хайков А. 3. Учет релятивистских эффектов при анализе процессов в многорезонаторных клистронах // Радиотехника. 1977. -Т.32. — № 4. — С. 49−53.
- Зырин С. С., Петров Д. М. Электронная нагрузка зазора смодулированным потоком при больших амплитудах СВЧ напряжения // Электронная техника: Сер.1. Электроника СВЧ. -1969. Вып. 5. — С.26−34.
- Кейер А. П., Филимонов Г. Ф. Анализ процесса взаимодействия потока электронов с полями промежуточных и выходных резонаторов // Электронная техника: Сер.1. Электроника СВЧ. -1969. -Вып.10. С.55−71.
- Зимин С. Ф., Олихов И. М. Электронная нагрузка резонатора модулированным потоком при больших амплитудах СВЧ напряжения // Электронная техника: Сер.1. Электроника СВЧ. -1975. Вып.5. — С.118 -121.
- Артюх И. Г., Камальдинова Г. Ш., Сандалов А. Н. Лазеры на свободных электронах: ч.2 // Обзоры по электронной технике: Сер.1. Электроника СВЧ. 1988. — Вып. 11. — 69 с.
- Артюх И. Г. и др. Релятивистские СВЧ-устройства сверхбольшой мощности // Обзоры по электронной технике: Сер.1. Электроника СВЧ. -1989. Вып. 17. — 70 с.
- Забалканский Э. С. О влиянии формы конвекционного тока и «разброса» скоростей на КПД клистронов // Тр. учеб. институтов связи / ЛЭИС. Л., 1971. — Вып.55. — С. 38−45.
- Мощные электровакуумные приборы СВЧ: под ред. Л. Клэмпитта // М.: Мир. 1974. — 135 с.
- СВЧ-энергетика :под ред. Э. Окресса // М.: Мир. 1971. -248 с.
- Канавец В. И. Тенденции развития релятивистской СВЧ электроники больших мощностей/ Генераторы и усилители на релятивистских электронных потоках // МГУ. М., 1987. — С. 5−27.
- Сандалов А. Н. Численное моделирование физических процессов в мощных приборах сверхвысоких частот/ Генераторы и усилители на релятивистских электронных потоках // МГУ. М., 1987. -С. 28−44.
- Канавец В. И., Сандалов А. Н. Релятивистские генераторы и усилители СВЧ-излучения / Итоги науки и техники: Серия Электроника // ВИНИТИ. М., 1985. — Т. 17. — С.82−168.
- Michran Т. G. The effect of drift length, beam radius and perveance on klystron power conversion efficiency // IEEE Trans. -1967. V. ED-14. -№ 4.-P. 201−206.
- Michran T. G. Plasma frequency and velocity spread in bunched electron beams of finite diameter // J. Appl. Phys. 1967. — V.38. — № 1. -P.159−166.
- Solymar L. Large signal calculations of the admittance of an electron beam traversing a high frequency gap // J. Electron. Contr. -1962. -V.12. -№ 4. P.313−317.
- Solymar L. Extension of the one-dimensional (klystron) solution to finite gaps //J. Electron. Contr. 1961. -V.ll. — № 5. — P.361−383.
- Solymar L. Finite gap klystrons // Electronic Technology. 1961. -№ 10. — P.121−127.
- Pashke F. Nonlinear theory of a velocity-modulated electron beam with finite diameter // RCA Rev. 1960. — V.21. — P. 53−74.
- Pashke F. On the nonlinear behavior of electron-beam devices // RCA Rev. 1957. — V. 18. — P. 221−242.
- Branch G. M. Electron beam coupling in interaction gaps of cylindrical symmetry // IRE Trans. 1961. — V. ED-8. — № 3. — P. 193−207.
- Chodorow M., Ginzton E. Z., Neilsen I. R., Sonkin S. Design and performance of a high-power pulsed klystron // Proc. IRE. 1953. — № 11. -P.1584−1602.
- Craig E. J. The beam-loading admittance of gridless klystron gaps // IEEE Trans. 1967 — V. ED-14. — № 5. — P.273−278.
- Зейтленок Г. А. О взаимодействии электронного потока с электрическим полем в резонаторах клистрона (резнатрона) // Радиотехника. 1962. — Т. 17. — № 2. — С.3−12.
- Hechtel J. R. DC-to-RF energy conversion in ungridded klystron gaps // IEEE Trans. 1969. — V. ED-16. — № 2. — P.212−215.
- Koshan H. G., Albers L. U. Three-dimensional evaluation of energy extraction in output cavities of klystron amplifiers // IEEE Trans. 1973. — V. ED-20. — № 10.-P. 883−890.
- Bers A. Linear space-charge theory of gap interaction between an electron beam and electromagnetic fields / Mikrowellenrohren Vortrage der Internationalen Tagung, Munchen, 7−11 Juni, 1960. // Braunschweig, F. Vieweg: 1961. P.53−61.
- Tellerico P. J. Design consideration for the high-power multicavity klystron // IEEE Trans. 1971. -V. ED-18. — № 6. — P.374−382.
- Васильев E. И., Канавец В. И., Лопухин В. М. Нелинейное взаимодействие потока электронов с полем выходного резонатора // Радиотехника и электроника. 1967. — Т. 12. -№ 7. — С. 1283−1286.
- Власов А. Д. Расчет электронной проводимости и форма волн пространственного заряда // Радиотехника и электроника. 1965. -Т. 10. -№ 8. — С.1546−1549.
- Власов А. Д. Малосигнальное взаимодействие электронного потока с резонаторами СВЧ и электронная проводимость // Радиотехника и электроника. 1968. — Т.13. — № 5. — С.865−876.
- Кравцов И. А. Исследование и оптимизация параметров и характеристик многорезонаторных клистронов / Дисс.. канд. тех. наук, //ЛЭИС. Л., 1981.
- Webber S. Е. Ballistic analysis of a two-cavity finite beam klystron // IRE Trans. -1958. V. ED-5. -№ 2. — P.98−108.
- Webber S. E. Large signal analysis of the multicavity klystron // IRE Trans. 1958. — V. ED-5. — № 4. — P. 306−315.
- Акментыньш Я. Я., Петров Д. М. Взаимодействие сгруппированных электронов с СВЧ полем плоского зазора // Вопросы радиоэлектроники: Серия.1. Электроника. 1965.-№ 6. -С. 27−34.
- Гребнева Р.К. и др. Алгоритм программы расчета режимов и характеристик клистронных усилителей с однозазорными резонаторами / Алгоритмы и программы: Инф. бюлл. Вып. 6 (38).- № П46 001 980.
- Малыхин А. В., Петров Д. М. О взаимодействии электронного потока с СВЧ полем плоского зазора // Радиотехника и электроника. -1979. -Т.24. -№ 5. С. 1004−1010.
- Кураев А. А., Байбурин В. Б., Ильин Е. М. Математические модели и методы оптимального проектирования СВЧ приборов // Минск, Навука i тэхшка. 1990. — 392с.
- Кураев А. А. Мощные приборы СВЧ. Методы анализа и оптимизации параметров // М.: Радио и связь. 1986. — 208с.
- Беневоленский Д. М. и др. Некоторые задачи преобразования энергии сильноточных релятивистских пучков // Изд. ФАН. Ташкент, 1990.-76 с.
- Литвинов В. И., Шлыгин О. Ю., Дуркин А. П. Динамика электронных сгустков в многорезонаторной системе преобразования энергии // Электронная техника: Серия 1, Электроника СВЧ. 1987. -№ 3. -С. 66−67.
- Балакин В. Е., Кузнецов Г. И., Хавин Н. Г. Формирование релятивистских электронных пучков для мощных СВЧ приборов в системах с термокатодом // Релятивистская высокочастотная электроника. 1983. — Вып.З. — С.204−218.
- Науменко Е. Д., Пролайко В. М., Сретенский В. Н. Интенсивные релятивистские электронные потоки в энергетической электронике // Электронная промышленность. 1983. — № 10. — С.50−54.
- Зусмановский С. А. и др. Мощный импульсный усилительный клистрон КИУ-15 // Электронная техника: Серия 1, Электроника СВЧ. -1966.-Вып. 3.-С. 128.
- Захарова А. Н., Самородова Г. А. Расчет ускорителей клистронного типа и клистронов // Электронная техника: Серия 1, Электроника СВЧ. 1971.- № 4. — С. 47−62.
- Ускорители прямого действия и СВЧ-генераторы на их основе / Сборник, отв. ред. Кацман Ю. А. // Изд. ФАН. Ташкент, 1990. — 260 с.
- Сандалов А. Н., Теребилов А. В. Особенности группирования и энергообмена в релятивистском многорезонаторном клистроне // Радиотехника и электроника. 1983. — Т.27. -№ 9. — С.90−97.
- Sandalov А. N. at al. Relativistic high power klystrons // Proc. of Beam 92, Washington, DC, May 25−29, 1992. V.3. -P.1673−1678.
- Furman E. G. at al. Status of experiments on relativistic klystron based on linear induction accelerator // Pulsed RF sources for linear colliders workshop (RF'94), October 2−7, 1994, Montauk, Long Island, New York.
- Caryotakis G. at al. Development of multimegawatt klystron for linear collider // RF93. Dubna, 1993.
- Sandalov A. N., Pikunov V. M., Rodyakin V. E. Investigation of multicavity relativistic klystron with TW output section // EUROEM"94, Bordeaux, France, May 1994.
- Gelvich E. A. at al. The new generation of high power multiple-beam klystron // IEEE Trans, on MTT. 1993. — V.41. -№ 1. — P. 15 -19.
- Родякин В. Е., Сандалов А. Н. Программа для расчета динамики электронного потока в клистроне / Вопросы электронной техники. // Саратов, 1988. С.28−33.
- Sandalov A. N., at al. Animation of nonlinear electro-wave interaction in klystrons // Proc. RF'96, April 8−12, 1996, Japan.
- Sandalov A. N., Pikunov V. M., Rodyakin V. E. High efficiency conventional and relativistic klystrons // Proc. RF'96, April 8−12, 1996, Japan.
- Sandalov A. N., Terebilov A. V., Vasiliev Ye. I. Relativistic effects in multicavity klystron // Proc. 6th Int. Conf. on High-Power particle beams, Kobe, Japan, 1986.-P. 566.
- Friedman M., Krall J., Lau Y. Y., Serlin V. Relativistic klystron amplifier//Proc. of SPIE. 1988. -V. 873. — P. 92−103.
- Yu S. S. Physics of relativistic klystrons / Workshop on new developments in particle acceleration techniques, Orsay, France, 29 June 4 July, 1987 // Proc. ECFA-CAS/CERN-IN2P3-IRF/CEA-EPS (CERN 87−11). -V.I.- P. 239−243.
- Афонин A. M. и др. Многорезонаторный клистрон для космической энергетики / IV Всесоюзный семинар по релятивистской высокочастотной электронике, Москва, 24−26 января 1984: Сб. тез. докл. // М. Изд. МГУ-С.99.
- Артюх И. Г., Михалев А. К., Сандалов А. Н. Мощные высокоэффективные клистроны для СВЧ-энергетики/ IV Всесоюзный семинар по релятивистской высокочастотной электронике, Москва, 24−26 января 1984: Сб. тез. докл. // М. Изд. МГУ С. 103.
- Бородин В. И., Сандалов А. Н. Многорезонаторный клистрон с релятивистским электронным потоком. / IV Всесоюзный семинар по релятивистской высокочастотной электронике, Москва, 24−26 января 1984: Сб. тез. докл. // М. Изд. МГУ.- С. 106.
- Кацман Ю. А., Беневоленский Д. М. Расчет процессов в электронном потоке релятивистского клистрона // Труды РТИ АН СССР. -1982. № 42. — С.138−140.
- Каменецкий Е. О., Беневоленский Д. М. Нелинейная скоростная модуляция в зазоре резонатора релятивистского клистрона // VI Всесоюзный семинар «Колебательные явления в потоках заряженных частиц»: Сб. тез. докл. / Изд. СЗПИ. Л., 1978. — С.34−35.
- Беневоленский Д. М. Электронная нагрузка зазора резонатора релятивистским потоком // VI Всесоюзный семинар «Колебательные явления в потоках заряженных частиц»: Сб. тез. докл. / Изд. СЗПИ. Л., 1978. — С.35−36.
- Westenskow G. A., Houck Т. L. Relativistic klystron two-beam accelerator // IEEE Trans. 1994. — V. PS-22. — № 5.- P. 750.
- Sessler A. M., Yu S. S. Relativistic klystron two-beam accelerator // Phys. Rev. Lett. 1987. — V.58. — № 23. — P. 2439−2442.
- Allen M. A. RF power sources // SLAC-Pub-4646, May, 1988.
- Allen M. A. at al. Relativistic klystron research for high gradient accelerators // SLAC-Pub-4650, June, 1988.
- Allen M. A. at al. Relativistic klystron research at SLAC and LLNL // SLAC-Pub-4662, June, 1988.
- Беневоленский Д. M., Гоголев Г. П., Мовнин С. М. Релятивистские СВЧ приборы с клистронным типом группирования //
- Междунар. научно-техническая конф. АПЭП-96: Сб. тез. докл./ Саратов, 1996. -4.1. С.56−57.
- Беневоленский Д. М., и др. Релятивистские приборы СВЧ с клистронным типом группирования // Энергоатомиздат. СПб, 1998 -164с.
- Кравцов И. А., Куликов А. В., Новожилов М. О. Учет влияния релятивистских эффектов в мощных клистронных усилителях // Обработка сигналов в системах связи: Сб. науч. тр. учеб. завед. связи / СПбГУТ. -СПб, 1995. № 160. — С. 132−140.
- Кравцов И. А., Новожилов М. О. Нелинейный анализ модуляции скорости электронов в мощных клистронных усилителях // Обработка сигналов в системах связи: Сб. науч. тр. учеб. завед. связи / СПбГУТ. СПб, 1996. — № 162. — С. 132−140.
- Новожилов М. О. Учет «разброса» скоростей при расчетах проводимости электронной нагрузки резонаторов мощных клистронных усилителей // Труды учебных заведений связи / СПбГУТ. СПб, 1997. — № 163.-С. 23−27.
- Кравцов И. А., Новожилов М. О. Мощность взаимодействия релятивистского электронного потока и СВЧ поля в зазорах резонаторов клистрона // Междунар. научно-технич. конф. АПЭП-96: Сб. тез. докл. / Саратов, 1996. Ч. 1. — С. 90,91.
- Кравцов И. А., Новожилов М. О. Электронные параметры и эквивалентная схема однозазорного резонатора релятивистского клистрона. // // Междунар. научно-технич. конф. АПЭП-96: Сб. тез. докл. / Саратов, 1996. Ч. 1. — С. 91.
- Кравцов И. А., Новожилов М. О. Проводимость электронной нагрузки резонаторов в релятивистских клистронах // 8-я Междунар. конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, Украина 14−17 сентября 1998: Матер, конф. Т. 2. — С. 753,754.
- Новожилов М. О. Модуляция скорости электронов во входном резонаторе релятивистского многорезонаторного клистрона // 48-я НТК студентов и аспирантов: Тез. докл. / СПбГУТ. СПБ, 1994. — С.29.
- Новожилов М. О. Анализ взаимодействия релятивистского электронного потока и СВЧ поля в зазоре промежуточного резонатора клистрона //49-я НТК студентов и аспирантов: Тез. докл. / СПбГУТ. СПб, 1995.-С.29.
- Новожилов М. О. Проводимость электронной нагрузки резонатора при модулированном релятивистском потоке электронов // 50-я НТК студентов и аспирантов: Тез. докл. / СПбГУТ. СПб, 1996. — С.29.
- Кравцов И. А., Новожилов М. О. Модуляция скорости электронов в зазорах многорезонаторных релятивистских клистронов // 48-я НТК: Тез. докл./ СПбГУТ. СПб, 1995. — С. 38.
- Кравцов И. А., Новожилов М. О. Электронные параметры релятивистских клистронов // 48-я НТК: Тез. докл./ СПбГУТ. СПб, 1995. -С. 38,39.
- Кравцов И. А., Новожилов М. О. Особенности скоростной модуляции в релятивистских клистронах // 49-я НТК: Тез. докл./ СПбГУТ. -СПб, 1996.-С .59.
- Кравцов И. А., Новожилов М. О. Методика расчета взаимодействия электронного потока и СВЧ поля в зазорах резонаторов сучетом релятивистских эффектов // 49-я НТК: Тез. докл./ СПбГУТ. СПб, 1996.-С.60.
- Кравцов И. А., Новожилов М. О. Оценка влияния сил пространственного заряда на процесс взаимодействия релятивистского электронного потока с СВЧ полем в зазорах резонаторов // 50-я НТК: Тез. докл./ СПбГУТ. СПб, 1997. — С.90, 91.
- Кравцов И. А., Новожилов М. О. Особенности взаимодействия релятивистских потоков и СВЧ поля в бессеточных зазорах // 50-я НТК: Тез. докл./ СПбГУТ. СПб, 1997. — С. 91.
- Кравцов И. А., Новожилов М. О. Методика анализа движения релятивистских электронов в зазоре резонатора с учетом влияния пространственного заряда // 51-я НТК: Тез. докл./ СПбГУТ. СПб, 1998. -С.96, 97.
- Кравцов И. А., Новожилов М. О. Ток, питающий резонатор релятивистского клистрона // 52-я НТК: Тез. докл./ СПбГУТ. СПб, 1999. — С.107.
- Кравцов И. А., Новожилов М. О. Влияние разброса скоростей электронов на ток, питающий резонатор в релятивистском клистроне // 53-я НТК: Тез. докл./ СПбГУТ. СПб, 2000. — С.96,97.
- Новожилов М. О. Анализ нелинейного взаимодействия электронов и СВЧ поля в выходной цепи клистронного усилителя // Юбилейная конф. «Связисты СПбГУТ и телекоммуникации XXI века». -СПб, 12−13 октября 2000: Сб. науч. тр. С. 105.