Расчет и оптимизация электронной пушки

2.4. Расчет и оптимизация электронной пушки.

Для оптимизации параметров электронной пушки использовалась совокупность методов синтеза и анализа. При расчете ЭОС методом синтеза использовалась программа «Синтез» описанная в параграфе 2.1, а при расчете ЭОС методом анализа использовалась программа «Алмаз» описанная в параграфе 2.2.

При расчете электронной пушки методом синтеза задавались три основные параметра:

Р_m – микропервеанс электронного потока;

S – линейную сходимость электронного потока;

b – коэффициент заполнения пролетного канала электронным потоком.

При расчете, значения этих параметров были следующие: Р_m = 0,57 мкА/В^3/2, S = 3 , b = 0,5. Результаты расчета электронной пушки методом синтеза показаны на рис.2.3. Как следует из рисунка, пушка формирует ламинарный электронный поток, однако форма фокусирующих электродов пушки является не технологичной. Для упрощения формы заменим прикатодный фокусирующий электрод и анод, как показано на рисунке. Электронную пушку с упрощенной формой фокусирующих электродов будем рассчитывать методом анализа по программе «Алмаз». Изменяя высоту фокусирующего электрода, получим заданное значение первеанса и сходимость при ламинарной структуре электронных траекторий. Окончательный оптимизированный вариант электронной пушки рассчитанных по программе «Алмаз» показан на рис.2.4.

Далее новая электронная пушка, результаты расчета которой приведены на рис.2.2, была поставлена в систему, и был выполнен новый расчет ЭОС от катода до конца пролетного канала. Результаты расчета показаны на рис.2.5, а соответствующий файл с исходными данными приведен в таблице 2.2. Сравнивая рис.2.2 и рис.2.5 можно сделать вывод о том, что применение новой электронной пушки улучшило ламинарность электронных траекторий (теперь крайняя

Результаты расчета электронной пушки методом синтеза.

Рис.2.3.

Результаты расчета электронной пушки методом анализа.

Рис.2.4.

Результаты расчета ЭОС с оптимизированной электронной пушкой.

Рис.2.5.

Таблица 2.2.

Файл исходных данных к рисунку 2.5.

RU I RF I ZU I TTT I FH I H I VQ I U I

 28.  5. 55.  270.  33.  0.2  0.4 52000.

FK I RK I HK I ZO I Y1 I Z1 I Y2 I Z2 I

 0.4  9. 1.11 9. 0. 0. 0. 0.

FE I GE I RM I NP I IWN I IWP I NPR I NS I

 19.  0.001  1. 10. 1.0  7.0  10.0  2.

NPL I TK I NEG I I I I I I

 10. 0. 1.

X15 I I I I I I I I

-0.3 45. 85. 125. 165. 205.  245. 285.

 325. 365.

X4 I I I I I I I I

 0.0 0.0 1.11 4.34 0.0 9. 0.0 9.

-1.0 4.34 1.11 4.34 0.0

-1.0 4.7 2.2 4.7 0.0

 2.2 4.7 2.4 4.9 0.0

 2.4 4.9 2.4 29. 0.0

 12.7 29. 12.7 3.25 1.0

 12.7 3.25 295. 3.25 1.0

 295. 3.25 295. 0. 1.0

BM I R1 I R2 I TM I HM I NM I I I

 1000. 0.3  0.7 -5.26 1.5 200.

XM I I I I I I I I

 0.014  0.014  0.015  0.015 0.015  0.015  0.015 0.015

 0.015  0.014  0.011  0.002 -0.021 -0.092 -0.247  -0.486

-0.674 -0.754 -0.787 -0.798  -0.803  -0.805 -0.805 -0.806

-0.805 -0.805 -0.804 -0.804  -0.803 -0.802 -0.801  -0.801

-0.800 -0.799 -0.799 -0.800  -0.801 -0.801 -0.801 -0.802

-0.804 -0.805 -0.807 -0.808  -0.811 -0.813 -0.814 -0.816

-0.817 -0.819 -0.821 -0.822  -0.823  -0.823 -0.824 -0.823

-0.822 -0.821 -0.820 -0.817  -0.813  -0.802 -0.780 -0.717

-0.578 -0.330 -0.097  0.087 0.320  0.615  0.823  0.906

 0.942  0.956  0.964  0.969 0.972  0.976  0.978 0.980

 0.982  0.984  0.985  0.986 0.986  0.986  0.986 0.986

 0.986  0.986  0.986  0.986 0.986  0.985  0.985 0.985

 0.984  0.985  0.985  0.984 0.984  0.984  0.984 0.983

 0.982  0.981  0.980  0.979 0.977 0.975  0.973  0.970

 0.966  0.962  0.956  0.942  0.914  0.834  0.661 0.368

 0.106 -0.091 -0.333 -0.613 -0.800 -0.873 -0.905  -0.917

-0.925 -0.929 -0.932 -0.935 -0.938 -0.940 -0.943 -0.945

-0.946 -0.948 -0.949 -0.950 -0.950 -0.951 -0.951  -0.952

-0.952 -0.953 -0.953 -0.954 -0.954 -0.955 -0.957  -0.958

-0.958 -0.958 -0.959 -0.960 -0.960 -0.961 -0.962  -0.962

-0.961 -0.960 -0.959 -0.958 -0.957 -0.955 -0.951  -0.946

-0.937 -0.917 -0.876 -0.768 -0.578 -0.320 -0.092 0.089

 0.278  0.451  0.557  0.586 0.583  0.557  0.524 0.487

 0.449  0.413  0.379  0.347 0.319  0.293  0.270 0.249

 0.229  0.213  0.199  0.186 0.174  0.164  0.155 0.148

траектория электронного потока не пересекает остальные траектории пучка). Однако радиус электронного потока в выходной части прибора уменьшился не значительно (приблизительно на 7%).

Как следует из рис.2.5 основной причиной увеличения радиуса пучка в выходной части клистрона является не оптимальность фазы влета пучка во второй реверс. Для улучшения указанной фазы влета необходимо провести расчет и оптимизацию распределения магнитного поля в системе с новой электронной пушкой.