Оптимизация фазовой скорости волны в оротроне миллиметрового диапазона с наклонным электронным потоком

Abstract

Описаны результаты математического моделирования и оптимизации параметров оротрона с регулярным и нерегулярным периодами отражающей дифракционной решетки типа «гребенка». Описана разработанная методика оптимизации закона изменения периода «гребенки» на основе аппарата атомарных функций. Решение задачи оптимального управления осуществлено с учетом встречной волны. Для повышения эффективности энергообмена между электронным потоком и электромагнитным полем открытого резонатора применен «клинотронный эффект». Показано, что при углах 0 0 0,5 6 наклона электронного потока к рабочей поверхности «гребенки» при оптимизированном законе изменения ее периода электронный КПД оротрона достигает 70%, тогда как при 0 0 максимальный КПД не превосходит 50%.

Описано результати математичного моделювания і оптимізації параметрів оротрона з регулярним та нерегулярним періодом відбиваючої дифракційної решітки типу «гребінка». Описана розроблена методика оптимізації закону зміни періоду «гребінки» на основі апарату атомарних функцій. Розв’язання задачі оптимального керування здійснено з врахуванням зустрічної хвилі. Для підвищення ефективності енергообміну між електронним потоком та електромагнітним полем відкритого резонатора застосовано «клинотронний ефект». Показано, що при кутах 0,5 6 нахилу електронного потоку до робочої поверхні «гребінки» при оптимізованому законі зміни її періоду електронний ККД оротрона досягає 70%, тоді як при 0 максимальний ККД не перевищує 50%.

The results from mathematical simulation and optimization of orotron parameters with regular and irregular periods of a “сomb”-type reflecting diffraction grating are described. The developed technique for optimizing the law of changing the “comb” period in terms of the atomic function apparatus is described. To improve the efficiency of energy exchange between the electron flow and the electromagnetic field of an open resonator a “klynotron effect” is employed. It is shown that at angles 0,5 6 of the electron flow inclination to a “comb” operating surface under the optimized law of changing its period the orotron electron efficiency runs up to 70%. Whereas at 0 the maximum efficiency does not exceed 50%.