В работе, посвященной автофазным лампам бегущей волны с азимутально-несимметричной волной (АЛБВ-Н) с большим фокусирующим магнитным полем и с переменной фазовой скоростью, предложена АЛБВ на базе группирователя со 100 % захватом электронов в сгустки, в которой получен электронный кпд более 96 %. Основным недостатком такой АЛБВ-Н является низкий погонный коэффициент усиления из-за большой длины автофазного участка прибора. При помощи решения вариационной задачи на базе приближенной аналитической нелинейной теории АЛБВ проведена оптимизация погонного усиления лампы профилированием параметра несинхронности b(x). Определен закон изменения b(x), позволяющий сократить длину автофазного участка. Проведенные расчеты показали, что увеличение погонного усиления достигнуто с сохранением высоких значений электронного кпд.

Предложена конструкция многолучевой АЛБВ с применением режима захвата электронных сгустков полем электромагнитной волны. Построена упрощенная адиабатическая нелинейная теория многолучевой автофазной ЛБВ с повышенным значением электронного кпд. В основу уравнений положен принцип адиабатического изменения фазовой скорости волны в замедляющей системе АЛБВ на автофазном участке, что позволило получить аналитическое решение для описания нелинейного режима, которое можно использовать для эскизного проектирования такого прибора, что достигнуто применением безразмерных параметров Пирса. На основании рассмотренной теории проведены анализ устойчивости захвата электронных сгустков полем электромагнитной волны при изменении фазовой скорости замедляющей системы и оценка параметров захваченных сгустков для получения эффективного преобразования энергии многолучевого электронного потока в энергию высокочастотного электромагнитного поля бегущей волны. Получена зависимость отношения эквивалентного поля к амплитуде бегущей волны от фазовой ширины захваченного сгустка осцилляторов.

На базе аналитической нелинейной теории автофазной многолучевой лампы бегущей волны (ЛБВ) проведен учет влияния объемного заряда на устойчивость захвата электронных сгустков во всех лучах прибора. Полученные адиабатические и неадиабатические условия устойчивости пакетов осцилляторов позволили показать, что учет объемного заряда приводит к появлению нижней границы амплитуды бегущей волны в замедляющей системе, выше которой существует захват пакетов осцилляторов во всех лучах многолучевой автофазной лампы бегущей волны.

На базі аналітичної нелінійної теорії автофазної багатопроменевої ЛБХ проведено облік впливу об'ємного заряду на стійкість захоплення електронних згустків у всіх променях приладу. Одержані адіабатичні та неадіабатичні умови стійкості пакетів осциляторів дозволили показати, що облік об'ємного заряду призводить до появи нижньої межі амплітуди біжучої хвилі у сповільнювальній системі, вище якої існує захоплення пакетів осциляторів у всіх променях багатопроменевої автофазной лампи біжучої хвилі.

On the basis of the analytical non-linear theory of the autophase multibeam TWT the calculation is carried out for the influence of volume charge on stability of electronic bunches capture in all rays of the instrument. The received adiabatic and nonadiabatic stability conditions of oscillators packets have allowed to show that the registration of a volume charge leads to appearance of the lower bound of traveling wave amplitude in SWS above which there is a capture of packets of oscillators in all rays of multibeam autophase TWT.

Проведено численное исследование основных характеристик автофазной многолучевой лампы бегущей волны (АМЛБВ)с переменной фазовой скоростью, группирующий участок замедляющей системы которой содержит одну секцию с пониженным значением сопротивления связи. Выполнена экспериментальная верификация численной нелинейной модели АМЛБВ, подтверждающая адекватность описания взаимодействия электронного потока с электромагнитной волной в таком приборе.

Уперше запропоновано числову нелінійну модель автофазної багатопроменевої лампи біжучої хвилі (ЛБХ), на основі якої показано можливість істотного підвищення ефективності приладу, його електронного к. к. д., за умов використання одного або декількох ділянок зі зниженим опором зв'язку в групувателі сповільнювальної системи. На основі аналітичної нелінійної моделі багатопроменевої автофазної ЛБХ уперше описано процеси взаємодії електронних потоків з електромагнітним полем в автофазному режимі та наведено їх фізичну інтерпретацію. Для багатопроменевої автофазної ЛБХ зі змінною фазовою швидкістю знайдена і досліджена можливість оптимізації автофазного механізму перетворення енергії, охарактеризовано умови профілювання фазової швидкості для одержання максимального значення погонного коефіцієнта підсилення приладу. Показано, що зменшення розмірів згустку осциляторів одночасно супроводжується зміщенням його центру в бік гальмівної фази підсилювальної хвилі, а також встановлено стійкість захвачених хвилею згустків осциляторів з урахуванням поля об'ємного заряду, що дозволяє оптимізувати режими роботи і конструкції розглянутих модифікацій автофазних ЛБХ. Розроблено аналітичну модель автофазної ЛБХ із азимутально-несиметричною хвилею з підвищеним фокусувальним магнітним полем.

С продвижением в область более коротких длин волн для создания СВЧ узлов большой мощности применяют вакуумные приборы. Доминирующее положение на рынке мощных нерелятивистских СВЧ усилителей занимают лампы бегущей волны (ЛБВ). Существенному снижению массогабаритных и эксплуатационных характеристик способствует многолучевая конструкция ЛБВ (МЛБВ) прибора. Характеристики эффективности МЛБВ улучшены применением режима захвата электронных сгустков полем электромагнитной волны (автофазный режим). Ранее на основе теории автофазной МЛБВ и баланса энергии при движении и взаимодействии электронных сгустков многолучевого потока с полем волны замедляющей системы получены соотношения, позволяющие оценить в размерных параметрах основные характеристики эффективности прибора (полевой и электронный КПД, коэффициент усиления). Решена задача первичной оценки характеристик эффективности автофазной МЛБВ на основе используемых в теории приборов СВЧ О-типа безразмерных параметров, удобных на этапе эскизного проектирования.

Індекс рубрикатора НБУВ: З843.3 + З85-03

Рубрики:

Напівпровідникові матеріали та вироби

Електроніка

Шифр НБУВ: Ж29126/прилад. Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В313.2 я73-1 + З845.7-01 я73-1

Рубрики:

Класична електродинаміка

Хвилевідні лінії передачі. Хвилеводи та об'ємні резонатори

Шифр НБУВ: ВА839540 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Однією з характеристик електричних властивостей матеріалу є рухливість носіїв заряду. Мета роботи - дослідження температурної залежності дрейфової рухливості електронів в арсеніді індію у слабкому полі. Для дослідження слабопольової дрейфової рухливості електронів проведено кількісну оцінку і аналіз швидкостей розсіювання імпульсу для різних видів домішкового і фононного механізмів розсіювання. Чисельне моделювання механізмів розсіювання виконано на основі дводолинної (ГL) моделі для слабкого електричного поля. Результати моделювання температурної залежності швидкостей розсіювання для розглянутих видів домішкового і фононного механізмів розсіювання показали: за низьких температур домінує домішкове розсіювання, для найнижчих температур - на нейтральних атомах домішки з поступовим зростанням (при T >> 40 K) розсіювання на іонізованих атомах домішки. Акустичне розсіювання проявляється починаючи з низьких температур, однак вносить непомітний внесок у величину сумарної швидкості розсіювання. При T >> 80 K зростає роль полярного оптичного розсіювання. У розглянутому діапазоні температур практично не проявляється міждолинне розсіювання. Представлені результати чисельного моделювання температурної залежності рухливості електронів в арсеніді індію для різних значень концентрації домішки. Отримано відповідність розрахованої температурної залежності дрейфової рухливості електронів ряду експериментальних значень, виміряних при 77 K і 300 K. Розбіжність з розрахунковим значенням при T = 300 K пояснюється відмінністю вихідних параметрів моделювання. Для арсеніду індію запропоновано набір вихідних параметрів моделювання, які забезпечують відповідність експериментальним даним. Порівняння результатів чисельного моделювання температурної залежності рухливості електронів показує, що рухливість електронів в InAs перевищує відповідні величини для Si, Ge, GaAs. Порівняння розрахованих для арсеніду індію характеристик показало, що величини рухливості і дрейфової швидкості - вищі, а значення критичного поля - нижчі, ніж для арсеніду галію.

Індекс рубрикатора НБУВ: З843.3 + В379.2

Рубрики:

Напівпровідникові матеріали та вироби

Фізика напівпровідників

Шифр НБУВ: Ж29126/прилад. Пошук видання у каталогах НБУВ