Учет трехмерного движения электронов в генераторах типа «Клинотрон». Часть 1. Методика численного исследования

Abstract

Численно исследуется трехмерное движение электронов в генераторе типа «клинотрон» с учетом взаимодействия электронов как с продольной, так и с поперечной составляющей электрического высокочастотного поля. Для описания полей в замедляющей системе типа «гребенка» используется строгое электродинамическое решение, учитывающее особенности полей на острых кромках металлических элементов. Анализируются процессы энергообмена электронов с высокочастотным полем. Описываются используемая физическая модель, методики расчета высокочастотных полей и численного интегрирования уравнений движения электронов. Результаты численного исследования реальных клинотронов будут представлены во второй части работы.

Чисельно досліджено тривимірний рух електронів у генераторах типу «Клинотрон» з урахуванням взаємодії електронів як із повздовжньою, так і з поперечною складовою електричного високочастотного поля. Для опису полів у системі типу «гребінка» використано строгий електродинамічний розв’язок, у якому враховано особливості полів на гострих кромках металічних елементів. Аналізуються процеси енергообміну електронів з високочастотним полем. Описано фізичну модель, яку використано при дослідженні, методики розрахунку високочастотних полів і числового інтегрування рівнянь руху електронів. Результати числового дослідження реальних клинотронів наведено у другій частині роботи.

The three-dimensional electron movements in the klynotron-type oscillator are analyzed by computer calculation. The interaction between the electrons and longitudinal and transverse high frequency field components is taken into account. The exact electrodynamics solution for the comb field description is used. The field singularity on the comb surface is taken into consideration. The electronfield energy transfer is examined. In chapter 1: the physical model, the H.F. fields calculation method and the computer integration method are described. In chapter 2: the results of the real klynotrons computerized analysis are presented.