При расчете, значения этих параметров были следующие: Рm = 0,57 мкА/В3/2, 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.

2.5. Расчет и оптимизация распределения магнитного поля в системе. Оптимальный вариант построения ЭОС.

Анализ результатов расчета представленный на рис.2.5 показывает, что для улучшения фазы влета пучка во второй реверс необходимо либо увеличивать магнитное поле, либо уменьшать. При увеличении амплитуды поля во второй области длина волны пульсаций пучка уменьшится и можно достичь того, что во второй реверс пучок не будет входить расходящимся. Это приведет к уменьшению радиуса пучка в области за вторым реверсом.

Аналогичный результат можно получить, если значительно уменьшить амплитуду магнитного поля во второй области. В этом случае длина волны пульсаций увеличится и можно достичь того, что в область второго реверса электронный пучок будет поступать сходящимся, что приведет к уменьшению радиуса пучка в области за вторым реверсом. Оба эти метода были исследованы практически. На рис.2.6 приводятся результаты расчета пучка от катода до конца пролетного канала в ЭОС, в которой амплитуда магнитного поля везде увеличена на 10 % по сравнению с расчетом, показанным на рис.2.5. В первой области поле увеличено с 803 до 883 Гс., во второй области поле увеличено с 986 до 1084 Гс., в третьей области поле увеличено с 960 до

Результаты расчета ЭОС с увеличенным на 10 % магнитным полем.

Рис.2.6.

Таблица 2.3

Файл исходных данных к рисунку 2.6.

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

 28.     5.      55.     27      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  -0.804  -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

1056 Гс. Соответствующий файл исходных данных приведен в таблице 2.3.

Из рис.2.6 следует, что увеличение магнитного поля на 10 % привело к заметному уменьшению радиуса пучка (приблизительно на 30%). В этом случае электронный поток, входящий во второй реверс не расходится, а практически параллелен оси пролетного канала. Казалось бы, что если еще более увеличить магнитное поле, то в выходную область прибора электронный поток будет входить сходящимся, что приведет к дальнейшему улучшению параметров пучка в этой области.

Однако практически в данном приборе, из-за опасности насыщения перемычек между соседними пролетными каналами в полюсных наконечниках прибора изготовленных из магнитомягкого материала, нельзя переходить на вариант с увеличенной амплитудой магнитного поля (по сравнению с амплитудой указанными на рис.2.5).

Проведем расчет индукции магнитного поля в перемычках полюсных наконечников для варианта ЭОС показанного на рис.2.5. Будем исходить из равенства магнитного потока проходящего через перемычки между отверстиями пролетных каналов полюсных наконечников и магнитного потока между полюсными наконечниками, то есть из равенства: