К вопросу о рассеянии интенсивных электронных потоков на молекулах остаточного газа в ЭВП СВЧ О-типа

Аннотация

Рассмотрено решение задачи о рассеянии интенсивного сфокусированного электронного потока на молекулах остаточного газа в электровакуумных приборах СВЧ О-типа, пригодное для расчетов при любых наборах входных параметров системы. Приведены результаты численного моделирования процессов рассеяния пучка электронов для мощного непрерывного клистрона КУ-329Б, используемого в системах спутниковой связи, а также результаты масс-спектрометрического исследования данного прибора, анализ которых позволил определить набор входных параметров для расчета. Полученные значения среднеквадратического отклонения граничного электрона проверены путем экспериментальных исследований клистрона на стендах термовакуумной обработки и динамических испытаний. Выявлены причины нестабильности клистрона КУ-329Б, характеризующиеся эффектом срыва режимов работы в процессе динамических испытаний, и, как следствие, необходимость введения критерия оценки требуемого в вакуумном объеме прибора уровня давления с точки зрения максимально допустимого рассеяния электронного потока. Соблюдение требований данного критерия важно для мощных приборов, для которых недопустимы даже минимальные значения токооседания на внутренних поверхностях канала транспортировки. С помощью данного критерия рассчитано допустимое значение давления в объеме клистрона КУ-329Б. Проведена модернизация технологии его термовакуумной обработки, что позволило существенно сократить общее время изготовления

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Черченко Д.К., Комаров Д.А., Якушкин Е.П. К вопросу о рассеянии интенсивных электронных потоков на молекулах остаточного газа в ЭВП СВЧ О-типа. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2024, № 3 (148), с. 59--74. EDN: IZAMCX

Литература

[1] Глазков А.А., Саксаганский Г.Л. Вакуум электрофизических установок и комплексов. М., Энергоатомиздат, 1985.

[2] Черепнин Н.В. Сорбционные явления в вакуумной технике. М., Советское радио, 1973.

[3] Комаров Д.А., Парамонов Ю.Н., Саблин В.М. и др. Особенности откачки электровакуумных приборов СВЧ Х-диапазона длин волн. Матер. XXIX науч.-техн. конф. "Вакуумная наука и техника", 2022, с. 85--88. EDN: FLAFFN

[4] Reiser M. Theory and design of charged particle beams. New York, Wiley, 2008.

[5] Jackson D. Classical electrodynamics. New York, Wiley, 1962.

[6] Mоller S.P. Beam-residual gas interactions. In: CAS --- CERN accelerator school: Vacuum technology. Geneva, 1999, pp. 155--164. DOI: http://dx.doi.org/10.5170/CERN-1999-005.155

[7] Mohl D. Sources of emittance growth. In: CAS --- CERN accelerator school: Vacuum technology. Geneva, 2006, pp. 245--270. DOI: http://dx.doi.org/10.5170/CERN-2006-002.245

[8] Саксаганский Г.Л. Вакуумная техника и технология электрофизического аппаратостроения. М., Заочный институт ЦП ВНТО приборостроителей, 1989.

[9] Тимирязев А.К. Кинетическая теория материи. М., УЧПЕДГИЗ, 1956.

[10] Чандрасекар С. Стохастические проблемы в физике и астрономии. М., ГИИЛ, 1947.

[11] Ахиезер А.И., Любарский Г.Я. О фокусировке электронным потоком в протонном ускорителе. В кн.: Теория и расчет линейных ускорителей. М., ГИЛАНТ, 1962, с. 131--146.

[12] Алямовский И.В. Электронные пучки и электронные пушки. М., Советское радио, 1966.

[13] Свешников А.Г., Тихонов А.Н. Теория функций комплексной переменной. М., Наука, 1974.

[14] Гутер Р.С., Резниковский П.Т. Программирование и вычислительная математика. Вып. 2. М., Наука, 1971.

[15] Комаров Д.А., Якушкин Е.П., Парамонов Ю.Н. и др. Сверхмощный клистрон Х-диапазона длин волн с выходной импульсной мощностью не менее 3 МВт: проектирование и эксперимент. Радиотехника и электроника, 2023, т. 68, № 11, с. 1108--1116. DOI: https://doi.org/10.31857/S0033849423080065

[16] Комаров Д.А., Масленников С.П., Якушкин Е.П. и др. Влияние внешних электрических цепей на статический и динамический режим работы многолучевых коллекторов мощных клистронов. Радиотехника и электроника, 2020, т. 65, № 3, с. 308--312. DOI: https://doi.org/10.31857/S0033849420030080

[17] Саксаганский Г.Л. Электрофизические вакуумные насосы. М., Энергоатомиздат, 1988.

[18] Попов В.Ф. Магниторазрядные насосы. М., Энергия, 1970.

[19] Monchamp P., Andrade-Cetto L., Zhang J.Y., et al. Signal processing methods for mass spectrometry. In: System bioinformatics. London, Artech House Publ., 2007, pp. 101--124.

[20] Кельман В.М., Явор С.Я. Электронная оптика. Л., Изд-во АН СССР, 1963.