автореферат диссертации по электронике, 05.27.02, диссертация на тему:Совершенствование методик расчёта и экспериментальных исследований узлов многолучевых клистронов и широкополосных ЛБВ

На правах рукописи

Золотых Дмитрий Николаевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИК РАСЧЁТА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ УЗЛОВ МНОГОЛУЧЕВЫХ КЛИСТРОНОВ И ШИРОКОПОЛОСНЫХ ЛБВ

Специальность 05.27.02 - Вакуумная и плазменная электроника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов - 2014

005558667

005558667

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» и в открытом акционерном обществе «Научно-производственное предприятие «Алмаз»

Научный руководитель: Сивяков Борис Константинович,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.», заведующий кафедрой «Электротехника и электроника»

Официальные оппоненты: Григорьев Юрий Алексеевич,

доктор физико-математических наук, профессор, Саратовский филиал «Институт радиотехники и электроники имени В.А. Котельникова РАН», ведущий научный сотрудник

Дмитриев Борис Савельевич

доктор физико-математических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского», профессор кафедры нелинейной физики

Ведущая организация: ОАО «Плутон», г. Москва

Защита диссертации состоится «26» декабря 2014г в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.01 при ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, СГТУ, корп. 1, ауд. 414.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке и на сайте www.sstu.ru ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» и на сайте www.sstu.ru

Автореферат разослан «_ И .» ноября 2014 г.

Учёный секретарь / пТЪ й^ Димитрюк

диссертационного совета Александр Александрович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На сегодняшний день перспективы развития вакуумных усилителей СВЧ диапазона достаточно точно определены. Основной целью разработок является расширение полосы усиливаемых частот и продвижение в более высокочастотную область -коротковолновый миллиметровый и терагерцовый диапазон.

Одной из причин интенсивного развития вакуумной электроники является развитие технологий электронно-вычислительных машин (ЭВМ) и универсального программного обеспечения, способного численно решать уравнения Максвелла для замкнутых и открытых областей с учётом множества различных параметров и характеристик, описывающих реальный объект. Это позволяет решать сложнейшие инженерные задачи, а точность расчёта становится сопоставимой с точностью натурного эксперимента.

Однако, по мере усложнения модели электродинамической системы и её разномасштабности, существенно увеличиваются требования к размеру оперативной памяти и быстродействию ЭВМ, что значительно осложняет процесс оптимизации проектируемого устройства. В таких случаях выходом является компромиссное решение между точностью вычислений и быстродействием, которое заключается в объединении вычислительных возможностей современного универсального программного обеспечения с относительной простотой аналитических решений для некоторых элементов электродинамической системы. Особое внимание уделяется узлам согласования замедляющих систем (ЗС) и входных/выходных волноводов широкополосных ЛБВ, а также методикам измерений резонансных частот резонаторов изготовленных клистронов, обладающих относительно широкой полосой частот, имеющих первостепенное значение для улучшения полосовых характеристик приборов.

Аналитические решения для волноведущих, замедляющих и резонансных систем СВЧ приборов, активно разрабатывали многие как отечественные (Вайнштейн Л.А., Григорьев А.Д., Каценеленбаум Б.З., Сивяков Б.К., Силин Р.А., Солнцев В.А., Тараненко З.И., Трубецков Д.И., Шевчик В.Н., Царёв В.А. и др.), так и зарубежные учёные (Харрингтон Р.Ф., Альтман Дж.Л. и др.).

Методы численного решения с применением современного ПО «HFSS», «CST», «Microwave Office» и других программных продуктов, позволяющих решать уравнения Максвелла в замкнутой и открытой областях, обеспечивают высокую точность решений, но требуют существенных вычислительных и временных ресурсов при решении задач.

Развитием численно-аналитических методов расчёта, объединяющих в себе быстроту расчёта аналитических моделей и точность современного ПО, развитием которых занимались отечественные и зарубежные учёные

(Комарова Д.А., L. Kumar и др.), так как они позволяют достигнуть компромисса между быстродействием и точностью.

Знание собственных частот резонаторов после сборки и герметизации клистрона значительно облегчает его дальнейшую настройку и получение требуемой АЧХ. Поэтому возникает потребность в разработке методик определения резонансных частот промежуточных резонаторов, адаптированных под особенности производства и клистрона в целом. Продвижение рабочих частот серийных клистронов в коротковолновый миллиметровый диапазон длин волн накладывает более жёсткие требования к возмущающим методам измерения собственных частот и к предварительной настройке резонаторов.

Целью диссертационной работы является разработка математических моделей и практических методик определения резонансных частот промежуточных резонаторов клистрона, расчёта зондовых устройств с петлёй связи, предназначенных для измерения электродинамических характеристик резонаторов клистронов, а также разработка математических моделей и практических методик расчёта устройств широкополосного согласования ввода/вывода энергии и ЗС ЛБВ.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие научные и практические задачи:

1. Изучения и анализа преимуществ и недостатков существующих методик расчёта зондовых устройств, устройств согласования ввода/вывода энергии и замедляющей системы ЛБВ, а также практических методик определения резонансных частот промежуточных резонаторов клистрона на готовом изделии.

2. Разработки методики и создания программы определения резонансных частот промежуточных резонаторов клистрона, расчёта зондовых устройств с петлёй связи, а также разработки математических моделей и практических методик расчёта устройств широкополосного согласования ввода/вывода энергии и замедляющей системы ЛБВ.

3. Оптимизации конструкции петлевого зонда для возможности использования при настройке 19-лучевого шестирезонаторного усилительного клистрона Ки-диапазона.

4. Оценки эффективности разработанных математических моделей и практических методик применительно к 19-лучевому шестирезонаторному усилительному клистрону Ku-диапазона и нескольких образцов ЛБВ X и К-Ка- диапазонов.

Научные положения и результаты, содержащиеся в работе и выносимые на защиту:

1. Методика и программа «KR-1» определения резонансных частот промежуточных резонаторов пролётного клистрона в сборе, основанная на комбинированном использовании линейной теории взаимодействия электронного потока с полем резонаторов клистрона и экспериментальных значений коэффициента усиления, полученных в линейном режиме работы

при минимальной механической расстройке резонаторов и при фиксированных амплитуде и частоте входного сигнала, позволяет определять резонансные частоты промежуточных резонаторов с погрешностью не более 0.5%.

2. Численно-аналитическая методика расчёта импеданса петли связи маловозмущающего измерительного зонда в резонаторе клистрона, основанная на замене кольцевого электрического тока петли фиктивным прямолинейным бесконечно тонким магнитным током, позволяет устранить разномасштабность задачи при численном решении уравнений Максвелла, вызванную малым размером петли связи в сравнении с размерами резонатора. Погрешность расчёта не превосходит 7.5% при отношении длины проводника петли связи к длине волны в свободном пространстве не более 1:10 и позволяет до 3 раз снизить время расчета.

3. Численно-аналитическая методика расчёта коэффициента отражения в области сопряжения узлов ввода/вывода энергии с регулярной частью спиральной замедляющей системы, основанная на использовании свойств симметрии четырёхполюсников, позволяет при численном расчёте коэффициента отражения в области сопряжения с помощью программ, численно решающих уравнения Максвелла, исключить необходимость согласования замедляющей системы в расчётной модели и тем самым уменьшить необходимую для расчёта длину спиральной замедляющей системы при обеспечении погрешности расчёта не более 5%.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые:

1. Разработана методика для определения резонансных частот промежуточных резонаторов клистрона, основанная на комбинированном использовании линейной теории взаимодействия электронного потока с полем резонаторов пролётного клистрона и экспериментально получаемых значений коэффициента усиления клистрона. Предложенная методика отличается от существующих подходов тем, что определение значений резонансных частот осуществляется через отношения экспериментальных значений коэффициентов усиления клистрона до и после возмущения резонансных частот резонаторов минимальной механической расстройкой резонаторов при фиксированных амплитуде и частоте входного сигнала.

2. Разработана методика расчёта импеданса петли связи маловозмущающего измерительного зонда в резонаторе клистрона, основанная на замене кольцевого электрического тока петли фиктивным прямолинейным бесконечно тонким магнитным током и отличающаяся от ранее предложенных подходов тем, что адаптирована к применению современного программного обеспечения, позволяющего численно решать уравнения Максвелла, и позволяет исключить из численного расчёта малоразмерный проводник, образующий петлю связи. Численными расчётами и экспериментом показано, что предложенная методика расчёта адекватно описывает физические явления возбуждения резонатора петлёй связи при погрешности расчёта не более 7.5% и позволяет до 3 раз снизить

временные затраты в сравнении с численным расчётом при учёте малоразмерного проводника петли связи.

3. Разработана методика расчёта коэффициента отражения в области сопряжения узлов ввода/вывода энергии с регулярной частью спиральной ЗС, основанная на свойствах симметрии четырёхполюсников и адаптированная к применению современного программного обеспечения, позволяющего численно решать уравнения Максвелла. Предложенная методика отличается от существующих подходов симметричным представлением узла согласования входного/выходного волновода и ЗС, что позволяет при численном анализе исключить применение поглощающих элементов согласования в замедляющей системе и уменьшить расчётную область модели. Экспериментально показано, что погрешность расчёта составляет не более 5%.

Методы исследования. В процессе выполнения диссертационного исследования использованы: теоретические основы электродинамики и вакуумной электроники, математического анализа, компьютерного моделирования. Теоретические результаты работы были проверены экспериментально с использованием современного измерительного цифрового оборудования.

Достоверность полученных результатов обеспечивается разработкой математических моделей на основе фундаментальных уравнений СВЧ электродинамики и вакуумной СВЧ электроники, корректностью упрощающих предположений. Экспериментальные исследования, проводимые в рамках диссертационной работы, осуществлялись при помощи современного цифрового измерительного оборудования. Показано хорошее соответствие расчетных и экспериментальных данных, что подтверждает корректность сделанных предположений при теоретическом анализе.

Практическая ценность и полезность работы

1. Предложенная методика и программа «К11-1» для определения резонансных частот промежуточных резонаторов клистрона, позволяет снизить временные затраты на настройку промежуточных резонаторов клистрона в процессе получения требуемой амплитудно-частотной характеристики прибора.

2. Предложенная методика расчёта импеданса петли связи позволяет проектировать петлевые маловозмущающие измерительные зондовые устройства для проведения измерений электродинамических характеристик резонаторов (резонансная частота, добротность). Возмущение собственной частоты резонаторов не превосходит 0.25%.

3. Предложенная методика расчёта коэффициента отражения в области сопряжения узлов ввода/вывода энергии с регулярной частью спиральной ЗС позволяет анализировать различные типы согласующих устройств. Получаемое значение коэффициента отражения может быть

использовано для определения условий возникновения паразитных генераций в ЛБВ.

Реализация результатов работы. Результаты работы использовались в процессе выполнения на ОАО «НПП «Алмаз» (г. Саратов) опытно-конструкторской работы «Оптимизация конструкции и совместная разработка многолучевого клистрона» в виде изготовленного и внедрённого в производство петлевого зонда, разработанного согласно предложенной в диссертации методике, а также реализации более точной настройки резонаторных блоков клистрона Ки-диапазона для получения требуемых амплитудно-частотной характеристики и ширины рабочей полосы клистрона, о чём получен акт внедрения.

Апробация работы. Теоретические и практические результаты работы обсуждались на семинарах кафедры «Электротехника и электроника» Энергетического факультета ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.». Результаты диссертационной работы докладывались на следующих научно-технических конференциях: Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения, АПЭП - 2008», (Саратов, 2008), XVII Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 2011), Научно-технической конференции «СВЧ электроника. 70 лет развития», (Московская обл., Фрязино, 2013), XXVI международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-26)» (Саратов, 2013), Научно-технической конференции, посвящённой 55-летию ОАО «НПП «Контакт», (Саратов, 2014).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ, из них 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и приложения. Диссертационная работа содержит 135 страниц, 44 рисунка и 19 таблиц. Список литературы состоит из 72 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение характеризует актуальность темы диссертации, цели работы, положения, выносимые на защиту, научную новизну и практическую значимость работы, реализацию результатов и апробацию работы.

Глава 1 содержит результаты литературного обзора и анализа современного состояния теоретических и экспериментальных методов определения коэффициента отражения в области согласования ввода/вывода энергии с регулярной частью замедляющей системы ЛБВ, а также определения резонансных частот промежуточных резонаторов клистрона. Выделены три основных подхода к решению задач электроники

СВЧ: аналитический, численный и численно-аналитический, объединяющий в себе точность расчётов современного универсального программного обеспечения с относительной простотой аналитических решений. Выявлено, что оптимальное соотношение точности и времени расчёта обеспечивается применением численно-аналитических подходов, позволяющих сократить объём вычислений, в частности, за счёт исключения разномасштабности рассматриваемой задачи, либо за счёт уменьшения объёма расчётной модели. Такой подход наиболее предпочтителен при проведении оптимизационных расчётов.

Выделены два подхода к проблеме определения резонансных частот промежуточных резонаторов клистрона на готовом изделии: с изменением амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) клистрона и без изменения АЧХ. Дан анализ применимости обеих подходов к условиям серийного производства.

На основании проведённого анализа были выявлены достоинства и недостатки рассмотренных подходов и были поставлены цели и задачи диссертационной работы.

Глава 2 раскрывает методику определения резонансных частот промежуточных резонаторов пролётных клистронов, предложенную в соответствии с поставленными целями диссертационной работы. Предложено определять резонансные частоты промежуточных резонаторов по результатам измерений коэффициента усиления клистрона в линейном режиме работы.

Линейный режим работы позволяет перейти к упрощённой модели взаимодействия электронного потока с полем резонаторов клистрона, т.к. отпадает необходимость учёта нелинейных эффектов в электронном потоке. Общий коэффициент усиления клистрона, содержащего N резонаторов, в этом режиме есть произведение парциальных коэффициентов усиления, приходящихся на каждую пару «резонатор+пролётная труба» и может быть записан в виде

Если расстроить один из резонаторов на величину ДГ„ тогда, в соответствии с (1), коэффициент усиления изменится и станет равным некоторому значению ц'. В главе 2 показано, что зная отношение ц'/ ц и значение можно определить резонансную частоту ^ ¡-го

промежуточного резонатора.

Таким образом, последовательно расстраивая каждый из промежуточных резонаторов и измеряя соответствующие коэффициенты усиления, возможно определить все значения резонансных частот. На

// = 2

х

хЩм.'Д,- М'

1 = 1 4°

(1)

основе изложенной идеи была разработана методика экспериментального определения резонансных частот промежуточных резонаторов и написана программа обработки экспериментальных данных.

Отличительной особенностью методики является возможность проведения измерений на готовом клистроне при постоянных амплитуде и частоте входного сигнала. На примере 19-лучевого шестирезонаторного клистрона Ки-диапазона длин волн были определены неизвестные резонансные частоты промежуточных резонаторов. На рисунке 1 представлены экспериментально полученная АЧХ клистрона Ки-диапазона и расчётная АЧХ в соответствии с полученными значениями резонансных частот промежуточных резонаторов.

Рисунок I - Расчётная и экспериментальная АЧХ

Показано, что определение резонансных частот промежуточных резонаторов клистрона возможно с помощью данной методики при погрешности, не превосходящей 0.5%.

В главе 3 представлена численно-аналитическая методика расчёта импеданса петли связи маловозмущающего измерительного зонда в резонаторе клистрона, основанная на замене кольцевого электрического тока петли связи фиктивным прямолинейным бесконечно тонким магнитным током методика. Это позволило устранить разномасштабность модели при численном решении задачи возбуждения резонатора петлёй связи. Длина и амплитуда эквивалентного фиктивного магнитного тока определяется по соотношениям, записанных на основании принципа дуальности:

|'м|Ч=|%0, (2а)

¡м = (26)

По заданному распределению электромагнитного поля в резонаторе, определяемому при помощи программы НРЗБ, можно определить амплитуду фиктивного магнитного тока, как если бы он являлся источником данного поля:

2К1 'ucou{i%„ +1)

Ибо \ \H'dl

Если стенки резонатора имеют конечную проводимость, то импеданс петли связи вычисляется по соотношению

¿и =----■ (4)

2\Ь0\ «„(<4+1)

Соотношение (4) позволяет определять импеданс петли связи при помощи программы «НРБЯ», не прибегая к моделированию мелкоразмерного проводника петли связи.

Были определены размеры петли связи, её положение в резонаторе 19-лучевого клистрона Ки-диапазона и рассчитана зависимость импеданса петли от частоты (рисунок 2) с использованием программы «№88».

Рисунок 2 - Зависимость модуля импеданса петли связи от частоты Согласно приведённым расчётам была разработана конструкторская документация и изготовлен петлевой зонд, внешний вид которого представлен на рисунке 3. При помощи анализатора цепей «Agilent N52300» была проведена серия экспериментов по измерению резонансных частот и определению добротностей резонаторов клистрона Ku-диапазона при помощи спроектированного петлевого зонда. На рисунке 4 представлены зависимости КСВН от частоты, рассчитанные теоретически по зависимости импеданса от частоты (рисунок 2), и зависимость, полученная экспериментально при определении резонансной частоты промежуточного резонатора клистрона при помощи спроектированного петлевого зонда.

Максимальное отклонение расчётных значений КСВН от экспериментально полученных не превышает величину 7.5 %. Экспериментально определено, что возмущение резонансной частоты промежуточного резонатора не превышает величину 0.25%.

Рисунок 3 - Внешний вид петлевого зонда

О I ,

0.007 0.098 0 900 1 1.001 1.003 1003

1/10

Рисунок 4 - Зависимость КСВН от частоты

В главе 4 представлена численно-аналитическая методика расчёта коэффициента отражения в области сопряжения «волновод-замедляющая система», рассмотренная на примере коаксиального ввода/вывода энергии и спиральной замедляющей системы.

Задачи расчёта коэффициента отражения электромагнитной волны в области сопряжения волновода и замедляющей системы требуют отсутствия отражённой волны со стороны регулярной части замедляющей системы. Это определяет необходимость идеального согласования порта 2 четырехполюсника (ЧП) «А» (рисунок 5). В этом случае можно рассчитать коэффициент отражения, который будет равен элементу 8Лц матрицы рассеяния ЧП «А».

Особенностью предложенной методики является возможность расчёта коэффициента отражения без согласования открытого конца регулярной части замедляющей системы (порт 2). Для этого достаточно рассчитать матрицу рассеяния по программе численного анализа «№88» структуры, изображённую на рисунке 56. Данная структура рассматривается как четырёхполюсник «В», представляющий собой последовательное соединение ЧП «А» одноимёнными портами. Показано, что, зная матрицу рассеяния ЧП «В» и коэффициент отражения Гн в середине регулярной части замедляющей системы (в плоскости соединения портов 2 ЧП «А»), искомое значение элемента 8ДП может быть определено из соотношения

Также было определено такое значение импеданса ZN, которым необходимо нагрузить порт 2, чтобы обеспечить отсутствие отражённой волны в месте соединения четырёхполюсников. Величина этого импеданса определяется из соотношения

7 — 7

С Л _ N UNE

" ~ Z +Z '

N ~ LINE

где Zumh - характеристическое сопротивление коаксиального волновода.

Предложенная методика была опробована на расчёте коэффициента отражения для входных секций ЛБВ Х-диапазона и К-Ка-диапазона с замедляющими системами спирального типа. Расчёт проводился при помощи программы «HFSS».

На рисунке 6 представлены зависимости расчётных и измеренных значений КСВН от частоты для ЛБВ К-Ка-диапазона длин волн.

Рисунок 6 - Зависимость КСВН от частоты для ЛБВ К-Ка-диапазона

На рисунке 7 представлены зависимости расчётных и измеренных значений КСВН от частоты для ЛБВ Х-диапазона длин волн.

Рисунок 7 - Зависимость КСВН от частоты для ЛБВ Х-диапазона

Волнообразность экспериментальных характеристик обусловлены не учтёнными в теории отражениями от локального поглотителя энергии и согласующих элементов входного тракта реальной ЛБВ.

Погрешность рассчитанных значений КСВН относительно усреднённых экспериментальных значений КСВН составила не более 5%.

В работе показано, что зная распределение электромагнитного поля в регулярной части ЗС четырёхполюсника «В», возможно также определить дисперсионную характеристику замедляющей системы. Следует оговориться, что термин «дисперсия» в данной методике используется с определённым допущением, заключающимся в том, что понятие «дисперсии» применено к участку замедляющей системы конечной длины (т. е. не к замедляющей системе с бесконечным числом периодов, как того требует строгое определение понятия «дисперсия»). Была рассчитана дисперсионная характеристика для ЛБВ Х-диапазона при помощи предложенной методики, а также была рассчитана дисперсионная характеристика при помощи «НРББ» с применением теоремы Флоке к одному периоду замедляющей системы (более строгое определение дисперсионной характеристики). Результаты расчёта представлены на

На рисунке 8 приняты следующие обозначения: п(ф) - дисперсионная характеристика (зависимость замедления от разности фаз поля на периоде замедляющей системы), определяемая при помощи предложенной методики для конечного числа периодов (в данном случае число периодов равно 12), п'(ф) - дисперсионная характеристика, полученная при помощи программы «НРЗБ» путём анализа одного периода спиральной замедляющей системы в режиме поиска собственных колебаний с применением теоремы Флоке. Показано, что относительная погрешность в определении замедления составляет не более 1%.

В заключении дана общая характеристика работы и сформулированы основные результаты:

1. На сегодняшний день в инженерной и производственной практике разработки и настройки таких приборов СВЧ, как ЛБВ и клистронов, наиболее востребованными оказываются методы, представляющие собой симбиоз высокоточных программных средств и относительно простых аналитических моделей. В связи с тем, что данный подход к решению инженерных задач является относительно новым, ощущается потребность в разработке методик расчёта электродинамических узлов приборов СВЧ.

2. Расширение полосы усиливаемых частот приборов клистронного типа порождает необходимость в совершенствовании методов измерений электродинамических характеристик резонаторов на готовом изделии.

3. Предложена численно-аналитическая методика расчёта импеданса индуктивной петли связи. Методика основана на предложенной математической модели зонда и адаптирована для расчёта импеданса петли с помощью современного программного обеспечения, позволяющего численно решать уравнения Максвелла. Численные и экспериментальные результаты подтверждают применимость предложенной математической модели с применением фиктивного прямолинейного магнитного тока для решения задач возбуждения сверхвысокочастотных резонансных систем. Разработанная методика позволяет существенно сократить время расчёта импеданса петли в сравнении с численным решением задачи возбуждения резонатора петлёй связи.

4. Методика использована при проектировании маловозмущающего измерительного петлевого зонда, который внедрён в производство для настройки резонаторов клистрона Ки-диапазона. Экспериментальные результаты показали, что вносимый зондом сдвиг частоты не превосходит 0.25% от значения резонансной частоты. Отличие теоретических значений КСВН зонда, помещённого в резонатор, составляет не более 7.5% от экспериментальных данных, что подтверждает адекватность методики.

5. Разработана численно-аналитическая методика расчёта коэффициента отражения в области сопряжения узлов ввода/вывода энергии с регулярной частью ЗС. Погрешность расчёта коэффициента отражения составляет не более 5%. Показано, что с помощью данной методики можно рассчитывать дисперсионную характеристику замедляющей системы на выбранном типе колебания с погрешностью не более 1%.

6. Разработана методика и программа «К11-1» для определения резонансных частот промежуточных резонаторов клистрона, основанная на комбинированном использовании линейной теории взаимодействия электронного потока с полем резонаторов пролётного клистрона и экспериментальных значений коэффициента усиления, полученных в линейном режиме работы при минимальной механической расстройке резонаторов и при фиксированных амплитуде и частоте входного сигнала. Погрешность определения резонансных частоты промежуточных резонаторов не более 0.5%.

Таким образом, в работе предложены новые методики расчёта и экспериментальных исследований промежуточных резонаторов клистрона и узлов сопряжения ввода/вывода энергии с ЗС ЛБВ, имеющие существенное значение для улучшения полосовых характеристик при увеличении рабочей частоты и мощности приборов.

Список опубликованных работ по теме диссертации В изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ

1. Золотых, Д.Н. Разработка 19-лучевого клистрона Ku-диапазона / Д.Н. Золотых, Л.В. Кузнецова, М.А. Манжосин // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-техника. 2013. Вып. 3 (518). С. 107-109.

2. Золотых, Д.Н. Методика проектирования петлевого зонда / Д.Н. Золотых, Л.В. Кузнецова, В.И. Роговин // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2014. №2 (75) С. 28-32.

3. Золотых, Д.Н. Методика расчёта коэффициента отражения в области сопряжения устройств ввода/вывода энергии и регулярной части пространства взаимодействия СВЧ приборов / Д.Н. Золотых, Б.К. Сивяков // Радиотехника. 2014. № 10. С. 27-31.

Другие публикации

4. Золотых, Д.Н. Об одном из подходов к оптимизации штыревого зонда / Д.Н. Золотых // Техническая электродинамика и электроника: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2013. С. 8-14.

5. Золотых, Д.Н. Определение коэффициента отражения ЭМ-волны от перехода «ввод энергии - спиральная ЗС» и от скачка шага СЗС» / Д.Н. Золотых // Актуальные проблемы электронного приборостроения: материалы Междунар. науч.-техн. конф. / Сарат. гос. техн. ун-т. Саратов, 2008. С. 263-266.

6. Золотых, Д.Н. Оценка величины затухания ЭМ-аолны на неоднородности типа «разрыв спирали» в спиральной замедляющей системе / Д.Н. Золотых // Актуальные проблемы электронного приборостроения: материалы Междунар. науч.-техн. конф. / Сарат. гос. техн. ун-т. Саратов, 2008. С. 266-268.

7. Золотых, Д.Н. Разработка программного обеспечения экспресс-проектирования клистронов / Д.Н. Золотых // Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-26)»: сб. тр. по материалам XXVI Междунар. науч. конф. Саратов, 2013. Ч. 2. С. 218-220.

8. Золотых, Д.Н. Расчёт прозрачной и многосекционной ламп бегущей волны с замедляющими системами типа ЦСР и сопоставление с результатами эксперимента / Д.Н. Золотых, В. И. Роговин, С.А. Нефедов // Актуальные проблемы электронного приборостроения: материалы Междунар. науч.-техн. конф. / Сарат. гос. техн. ун-т. Саратов, 2008. С. 278281.

9. Золотых, Д.Н. Определение коэффициента отражения ЭМ-волны от перехода «ввод энергии - спиральная замедляющая система» / Д.Н. Золотых // Радиолокация, навигация, связь: материалы XVII Междунар. науч.-техн. конф. Воронеж, 2011. Т. 2. С. 1620-1624.

10. Золотых, Д.Н. Сравнение электродинамических характеристик спиральной замедляющей системы по программам аналитического расчёта и «НБЗЗ» / Д.Н. Золотых, В.И. Роговин // Радиолокация, навигация, связь: материалы XVII Междунар. науч.-техн. конф. Воронеж, 2011. Т. 2. С. 16251632.

1. Акт внедрения в производство результатов диссертационной работы Золотых Д.Н., выданный открытым акционерным обществом «Научно-производственное предприятие «Алмаз» (г. Саратов).

Сведения о внедрении результатов работы

Подписано в печать 24.10.14 Бум. офсет. Тираж 100 экз.

Усл. печ.л. 1,0 Заказ 165

Формат 60x84 1/16 Уч.-изд. л. 1,0 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77 Отпечатано в Издательстве СГТУ.410054, Саратов, Политехническая ул. 77 Тел. 24-95-70, 99-87-39, e-mail: izdat@sstu.ru