- Артикул:00-01092822
- Автор: А.А. Кураев
- Обложка: Мягкая обложка
- Издательство: Радио и связь (все книги издательства)
- Город: Москва
- Страниц: 208
- Формат: 84х108 1/32
- Год: 1986
- Вес: 260 г
Развернуть ▼
В книге изложены современные методы исследования и оптимизации процессов взаимодействия электронных потоков с электромагнитными полями в мощных приборах СВЧ. Предложен эффективный итерационный метод решения задач управления процессом взаимодействия, позволяющий оптимизировать как параметры конструкции приборов, так и распределение статических полей, профиль электродинамических систем и зависимость их характеристик от продольной координаты в области взаимодействия с учетом естественных ограничений. Даны физическое и математическое описания моделей процессов взаимодействия в клистронах, ЛБВ, гирорезонансных приборах и приборах на релятивистских электронных потоках с вращающимися электромагнитными полями. Математические модели приведены в общей формулировке, позволяющей наиболее полно решить задачи оптимизации: в нелинейных уравнениях клистронов учтены обратное и радиальное движения электронов, релятивистские эффекты; для ЛБВ используются уравнения возбуждения нерегулярной замедляющей системы; нелинейные уравнения гирорезонансных приборов сформулированы для случаев нерегулярной электродинамической системы и неоднородного магнитного поля. Приведены 12 модификаций интегралов движения электронов в Е-, Н- и Т- полях с различными видами симметрии, позволяющих предварительно анализировать особенности процессов взаимодействия и контролировать достоверность их математических моделей, а также точность численных расчетов. Для перечисленных приборов приведено большое число таблиц оптимальных параметров, которые могут быть непосредственно использованы при разработке и конструировании. Дан физический анализ особенностей процессов группирования и энергоотбора в оптимальных вариантах приборов. Исследованы новые механизмы взаимодействия релятивистских электронных потоков с вращающимися электромагнитными полями, открывающие перспективы создания сверхмощных приборов СВЧ с КПД, близкими 100%.
Для научных работников, специализирующихся в области электроники СВЧ, радиофизики и прикладной математики.
Содержание
Предисловие
Глава 1. Итерационные методы решения задач оптимального управления процессами взаимодействия электронных потоков с электромагнитными полями
1.1. Математическая формулировка задачи оптимального управления процессом взаимодействия
1.2. Аппроксимация управлений
1.3. Вспомогательный функционал I и его первая вариация
1.4. Определение составляющих градиента целевой функции
1.5. Вычисление составляющих градиента целевой функции в случае переменной структуры уравнений состояния
1.6. Определение градиента целевой функции при неявной форме уравнения состояния
1.7. АУС-метод построения оптимального управления
1.8. Определение производных второго порядка от целевой функции с помощью сопряженных уравнений
1.9. Алгоритмы поиска экстремумов функций многих переменных
1.10. Сравнение эффективности различных методов минимизации
1.11. Введение ограничений и дополнительных условий в поисковую процедуру
1.12. Проблема поиска глобального минимума целевой функции
Глава 2. Интегралы движения электрона в электромагнитных полях
2.1. Уравнения движения электрона в форме Лагранжа
2.2. Поступательная (трансляционная) симметрия
2.3. Азимутальная симметрия
2.4. Вращающиеся поля
2.5. Бегущие в направлении z волны
Глава 3. Лампы с бегущей волной типа О
3.1. Устройство и принцип действия ЛБВ-0
3.2. Уравнения возбуждения нерегулярных замедляющих систем
3.3. Спиральная замедляющая система
3.4. Система нелинейных уравнений состояния ЛБВ-0 в одномерном приближении
3.5. Оптимизированные по КПД ЛБВ-0 с нерегулярной замедляющей системой
3.6. Полосовые характеристики оптимизированных ЛБВ-О
Глава 4. Многорезонаторные пролетные клистроны
4.1. Устройство и принцип действия пролетного клистрона
4.2. Двумерные нелинейные уравнения состояния для пролетных клистронов
4.3. Расчет двумерного поля пространственного заряда
4.4. Учет токосседания в двумерной дисковой модели. Общая формулировка задачи оптимизации параметров осесимметричных многорезонаторных клистронов в полосе частот
4.5. Оптимизированные но КПД слаборелятивистские многорезонаторные клистроны
4.6. Оптимизированные по КГ1Д многорезонаторные клистроны с повышенным ускоряющим напряжением пучка
4.7. Восьмирезонаторные оптимизированные по КПД релятивистские клистроны.
Глава 5. Гирорезонансные приборы
5.1. Принцип действия гирорезонансных приборов
5.2. Возбуждение продольно-нерегулярных волноводов с круглым сечением
5.3. Усредненные уравнения движения электронов в электромагнитном поле нерегулярного волновода
5.4. Слаборелягивистские нелинейные уравнения состояния для гирорезонансных приборов со слабонерегулярными волноводными системами
5.5. Влияние пространственного заряда в гирорезонансных приборах полноводного тина
5.6. Исследование полосовых свойств гирорезонансных приборов волноводного типа
5.7. Исследование влияния сил пространственного заряда на группирование электронов в трубке дрейфа гироклистрона
Глава 6. Генераторы и усилители на релятивистских электронных потоках с вращающимися электромагнитными полями
6.1. Принцип действия и схемы приборов на РЭП с вращающимися электромагнитными полями
6.2. Математические модели процессов взаимодействия РЭП с вращающимися электромагнитными полями
6.3. Гирокон с продольным магнитным нолем
6.4. Усилители на РЭП с магнитостатическим преобразованием дрейфовой скорости электронов в осцилляторную
Приложение 1. Система укороченных нелинейных уравнений ЛБВ-0 с учетом распределенных потерь в нерегулярной замедляющей системе
Приложение 2. Упрощенные модификации нелинейных уравнений релятивистских МЦР со слабонерегулярными волноводными системами
Список литературы
Рекомендуем
