Конструкции и параметры клистронных резонаторов.

В разработанных к настоящему времени многолучевых СВЧ приборах применяют различные колебательные системы: однозазорные и двухзазорные резонаторы коаксиального и радиального типов с плотным размещением отдельных каналов в пролетной трубе, однозазорные и двухзазорные пространственно - развитые резонаторы с неплотным расположением пролетных каналов, расположенных на одном расстоянии относительно оси прибора.

В генераторах СВЧ^[1]-излучений (клистрон, магнетрон) электро-магнитные резонаторы представляют собой металлическую конструкцию, используемую для генерации волн определённой длины.

Синтез однозазорных резонаторов с кратными резонансными частотами

Известен ступенчато-неоднородный коаксиальный однозазорный резонатор однолучевого клистрона, настраиваемый на основную частоту (ТЕМ-вид колебаний) и ее вторую гармонику (обертон) за счет оптимального выбора его геометрических размеров [2]. Однако для многолучевых резонаторов (рис.1), предложенные в этой работе расчетные соотношения не позволяют обеспечить кратность резонансных частот.

 Рис. 1. Конструкция многоканального резонатора клистрона.

Синтез двухзазорных резонаторов с кратными резонансными частотами Конструкции пространственно-развитых 3-х, 4-х и 6-ти лучевых резонаторов древовидного типа схематически представлены на рис. 4.

Эти резонаторы содержат в одном цилиндрическом корпусе несколько резонансных ветвей, оканчивающихся пролетными втулками. Резонансные ветви имеют вид стержней и крепятся на общем опорном стержне, короткозамкнутом на корпус прибора.

Методика оптимизации широкополосных клистронов.

Создание многолучевых клистронов (МЛК) явилось важным этапом в развитии вакуумной СВЧ электроники [1]. Одним из серьезных преимуществ МЛК по сравнению с однолучевыми клистронами является широкая полоса МЛК, позволяющая им в ряде случаев конкурировать по этому параметру с мощными ЛБВ на цепочке резонаторов, обеспечивая при этом более низкие напряжения, высокий электронный КПД и более низкую фазовую чувствительность [1].

При проектировании и разработке широкополосных клистронов часто используются математические методы оптимизации, основанные на тех или иных методах поиска экстремума функции многих переменных [4]. Феноменально возросшие за последние десятилетия вычислительные ресурсы компьютеров позволяют сегодня использовать для оптимизации расчетов трудоемкие, но весьма эффективные методы поиска [5].

В настоящей работе представлены результаты полосовой оптимизации мощного 10™ резонаторного 30™ лучевого МЛК С-диапазона, содержащего в группирующей секции три кластера, по два резонатора каждый. В качестве метода оптимизации использовался так называемый метод «Simulated annealing» [5], в основе которого лежит управляемый случайный поиск.

Методика оптимизации широкополосных клитсронов заключается в растройке резонаторов. То есть в изменении их параметров.