Известия высших учебных заведений

Прикладная нелинейная динамика

ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)


Образец для цитирования:

Фунтов А. А. О нелинейной теории двухрезонаторного клистрона с пространством дрейфа в виде среды с комплексной диэлектрической проницаемостью //Известия вузов. ПНД. 2020. Т. 28, вып. 4. С. 414-424. DOI: https://doi.org/10.18500/0869-6632-2020-28-4-414-424

Опубликована онлайн: 
31.08.2020
Язык публикации: 
русский
УДК: 
621.385.6

О нелинейной теории двухрезонаторного клистрона с пространством дрейфа в виде среды с комплексной диэлектрической проницаемостью

Авторы: 
Фунтов Александр Андреевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского (СГУ)
Тип статьи для РИНЦ: 
RAR научная статья
Аннотация: 

Цель настоящего исследования – построить приближенную нелинейную теорию клистрона-усилителя, в котором между входным и выходным резонатором вместо пространства дрейфа располагается среда с комплексной проводимостью или с метаматериалами с отрицательной диэлектрической проницаемостью. В рамках построенной теории рассчитать выходные характеристики (коэффициент усиления, выходную мощность и КПД) описываемого прибора и сравнить результаты с классическим двухрезонаторным клистроном. Методы. Поскольку в основе принципа работы резистивного усилителя и усилителя с комплексной проводимостью лежит именно волновой процесс, для построения нелинейной теории используется волновой метод Овчарова–Солнцева, основная идея которого в том, чтобы рассматривать переменную часть угла пролета электронов (периодическую функцию времени влета) с помощью ряда Фурье с небольшим количеством членов. Исследуется следующая модель: ионноскомпенсированный цилиндрический электронный поток пронизывает входной резонатор, модулируется по скорости и влетает в среду с комплексной диэлектрической проницаемостью и/или с произвольной комплексной проводимостью. Электронный поток описывается в рамках одномерной модели. Пронизывая сетки выходного резонатора, электронный поток наводит в нём высокочастотное поле. Результаты и заключение. Показано, что, если вместо пространства дрейфа между входным и выходным резонаторами располагается среда с комплексной диэлектрической проницаемостью, то расстояние между резонаторами можно уменьшить более чем вдвое с увеличением выходных характеристик.

DOI: 
10.18500/0869-6632-2020-28-4-414-424
Библиографический список: 
  1. Солнцев В.А. Волновой метод // Лекции по электронике СВЧ. 2-я зимняя школа-семинар инженеров, книга 1. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1972. C. 90.
  2. Овчаров В.Т., Солнцев В. А. Упрощенные нелинейные уравнения лампы бегущей волны // Радиотехника и электроника. 1962. Т. 7, № 11.
  3. Шевчик В.Н., Трубецков Д.И. Аналитические методы расчета в электронике СВЧ. М.: Сов. радио, 1970.
  4. Касаткин Л.В. Об усилении волн пространственного заряда при прохождении пучков электронов в средах с индуктивной проводимостью // Радиотехника и электроника. 1961. T. 6, № 2. C. 267–274.
  5. Кузнецов А.П., Кузнецов С.П., Рыскин Н.М. Нелинейные колебания: Учеб. пособие для вузов. М.: Физматлит, 2002.
  6. Трубецков Д.И., Рожнев А.Г. Линейные колебания и волны. Учеб. пособие. М.: Физматлит, 2001. 416 с.
  7. Клистроны. М.: Сов. радио, 1952. 226 с.
  8. Rowe T., Behdad N., Booske J. Metamaterial-enhanced resistive wall amplifier design using periodically spaced inductive meandered lines // IEEE Transactions on Plasma Science. 2016. Vol. 44, № 10. C. 2476–2484.
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 34)