Электронно-оптическая система, страница 4

Программа позволяет в наглядной форме представить картину распределения магнитного поля: направления векторов указывают направление намагниченности, а их яркость – величину магнитной индукции.

Рис.29 Распределение вектора магнитной индукции

Величина магнитной индукции B=2750 Гс, дает хорошее токопрохождение прибора в статическом режиме. Без входного сигнала оно достигает 90%. Однако, при подаче на вход клистрона СВЧ мощности, появляются поперечные составляющие скоростей электронов и фокусирующая система оказывается недостаточной - токопрохождение снижается до 60%.

Сделано предположение,  что  величины  магнитной   индукции  B=3500 Гс будет достаточно для улучшения токопрохождения в динамическом режиме работы клистронного усилителя.

Сделанный расчет по программе «Antra» подтвердил это предположение, но проблема состояла в том, что необходимо было сохранить габаритные размеры клистрона.

Был предложен следующий путь – использовать для каждой половины магнитной системы не восьмигранное кольцо и 8 плоских магнитов, а радиально намагниченный кольцевой магнит с тем же внешним диаметром экрана.  Сам экран даже пришлось утолстить, что благоприятно сказалось на магнитном насыщении в эканах.

Рис.30 Исходная магнитная система              Рис.31 Предложенная магнитная система

Рис.32 Распределение магнитного поля вдоль оси прибора в предложенной магнитной системе

         Остается неохваченным ряд проблем, связанных с магнитной фокусирующей системой. Таких как уменьшение поперечной составляющей магнитного поля вблизи катода и использование реверсной фокусировки. Эти задачи реально решить с помощью программы Maxwell.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе был изучен принцип работы генераторно-усилительного модуля СВЧ и, в частности, мощного усилительного многрезонаторного клистрона 3-см диапазона длин волн.

Освоены расчетные программы, позволяющие проектировать различные узлы клистронного усилителя, такие как резонансная система, электронная пушка и магнитно фокусирующая система.

Освоен экспериментальный метод определения характеристического сопротивления резонаторов, основанный на определении резонансной частоты при воздействии возмущающего тела. Освоен экспериментальный метод измерения добротностей резонаторов и их резонансных частот.

Освоен полевой метод исследования резонаторов с помощью пакета программ Ansoft HFSS, позволяющий рассчитать резонансные частоты с погрешностью до 0.4% и величины характеристических сопротивлений. С помощью программы Ansoft HFSS получены величины характеристического сопротивления в различных точках резонатора и определены средние значения. Эти данные близки к экспериментальным величинам, отклонения менее 10%.