А. А. Кураєв, А. А. Навроцький, А. К. Синіцин Білоруський державний університет інформатики і радіоелектроніки вул. П. Бровки, 6, Мінськ 220027, Білорусь Тел. (375-17) 239-84-98, e-mail: kuravev&.bsuir.unibel.bv. sinitsvn&.bsuir. unibel.bv

Коефіцієнти а \ виходять в результаті проекційної процедури Бубнова-Гальоркіна [1,2]. На основі наведеної математичної моделі була створена програма моделювання та оптимізації параметрів CTOKNS (Coaxial TWT Optimization of Kurayev-Naurotski-Sinitsyn).

III. Результати розрахунків

Ha рис. 2,3,4 представлені характеристики одного з оптимальних варіантів отриманого 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, ККД Г | = 0.53 (регулярний гофр).

Рис. 2 ілюструє геометрію області взаємодії і положення електронного пучка.

На рис.

Fig. 2

Fig. 4

Fig. 3

IV. Висновок

Сформульовано математичну модель і створено пакет програм CTOKNS для аналізу режимів роботи та оптимізації параметрів ЛБВ-О на комбінованої Eo-i + T хвилі коаксіального нерегулярного гофрованого хвилеводу. Аналіз отриманих оптимальних варіантів ЛБВ-О на Eoi хвилі вказує на те, що облік Т-хвилі при цьому значно впливає на оптимальні значення параметра.

V. Список літератури

[1] Кураєв А. А. Рівняння порушення проізвольнонерегулярного коаксіального хвилеводу / / Весці НАН Білорусі, Серія фіз.-тех.н., 1999, № 4, с.60-65.

[2] Кураєв А. А., Навроцький А. А., Синіцин А. К. Теорія та оптимізація ламп біжучої хвилі О-типу на основний хвилі коаксіального гофрованого хвилеводу / / Радіотехніка та електроніка, 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. Кураєв, А. А. Навроцький, А. К. Синіцин. ЛБВ-О на коаксіальному гофрованому хвилеводі / / 12th Міжнародна кримська кониеренція «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології». (CriMiCo’2002). 9-13 вересня 2002 р., 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.

Анотація З використанням програми оптимізації STOKS знайдені варіанти ЛБВ зі змінним кроком спіралі і одноступеневою рекуперацією енергії потоку на колекторі з технічним ККД 86% (“прозора” ЛБВ) і 83% (ЛБВ з локальним поглиначем).

I. Вступ

У період з 1990 по 2001 рр.. досягнуті вельми значні успіхи у підвищенні технічного ККД (г | т) ЛБВ спірального типу середньої потужності: г | т промислово випускаються супутникових ЛБВ підвищений з 55% до 74% [1,2]. На можливість досягнення таких рівнів ККД в нерегулярних ЛБВ вказувалося ще в роботі [3]. Однак, наведені в [1,2] результати досягнуті в регулярних ЛБВ з четирехпятіступенчатой ​​рекуперацією енергії різних швидкісних фракцій електронів на колекторі. Власне електронний ККД (г |е) Цих ламп становить

22 … 38%. Аналіз особливостей нелінійних процесів взаємодії в оптимізованих по ККД нерегулярних ЛБВ спірального типу [3, 4] вказує на те, що в таких приладах можна як істотно поліпшити електронний ККД (г |е), Так і оптимально сформувати швидкісні фракції електронного потоку на виході області взаємодії, забезпечуючи тим самим спрощення і поліпшення процесу рекуперації енергії електронів на колектора.

II. Модель ЛБВ

В основу математичної моделі покладена нелінійна теорія ЛБВ-О [3 .. 6]. У моделі враховані такі суттєві для її повноти фактори: релятивізм; сили взаємодії великих частинок, що моделюють електронний потік, включаючи самодіючі великої частки; розподілені і зосереджені втрати в системі; діелектричні опори спіралі; товщина дроту спіралі; вплив вищих гармонічних складових сигналу; використовуються строгі рівняння збудження нерегулярної спіральної замедляющей системи.

Власне електронний ККД (г | е), розрахований по вихідної потужності пучка Ро визначається як

Го = (1-Ріг ^, ri = (1-pf) ^2, P = w / c, n число великих частинок, прийняте в розрахунку, Loдліна області взаємодії.

Технічний ККД (qT) При одноступеневою рекуперації тоді повинен розраховуватися як:

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2003р.