УДК 621.385.624

КОМПЛЕКС ПРОГРАММ ДЛЯ ЧИСЛЕННОГО АНАЛИЗА ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ КЛИСТРОННОГО ТИПА

 

В. Е. Родякин ¹, В. М. Пикунов ¹, В. Н. Аксенов ^1,2

¹ Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН - филиал Федерального государственного учреждения «Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» Российской академии наук»,

140700, Московская область, г. Шатура, Святоозерская, 1

² Физический факультет и международный Лазерный центр МГУ им.М.В.Ломоносова,  119991, Москва, Ленинские горы, 1

 

Статья поступила в редакцию 31 мая 2019 г.

 

Аннотация.  Приведено описание численных алгоритмов программного комплекса PARS, разработанного для численного анализа физических процессов в мощных электровакуумных приборах клистронного типа. Комплекс программ предназначен для исследования и разработки таких приборов, как клистроны, твистроны, клистроны с распределенным взаимодействием и др. Комплекс программ имеет модульную структуру и позволяет решать спектральные электродинамические, электронно-оптические и электронно-волновые задачи и проводить расчет прибора от катода до коллектора. В алгоритмах используется самосогласованный метод квазитрехмерного численного анализа динамики заряженных частиц в электромагнитных полях. В работе представлены результаты сравнения численных расчетов мощного клистрона DESY 150 МВт, выполненных с помощью программ разработанного комплекса, с экспериментальными данными и результатами расчетов с помощью других известных программ.

Ключевые слова: комплекс программ, электронный пучок, клистрон, электронная пушка, резонатор, коллектор, уравнение Пуассона, уравнения Максвелла, модель частица в ячейке, фокусирующее магнитное поле.

Abstract. We present the description of the PARS computer code algorithms, developed for the numerical analysis of physical processes in the high power vacuum electronic devices of klystron type, such as klystron, twystron, extended interaction klystron etc. The computer code is high-performance 2D analysis software package for researching and designing of devices from the cathode to the collector. It includes frequency-domain solver, electron optics module and beam-wave interaction time-domain solver. The algorithms use a self-consistent methods of numerical analysis of the charged particles dynamics in electromagnetic fields. Results of numerical simulation by computer code PARS of the high power klystron DESY 150 MW are presented. PARS simulation, experimental and other well-known computer codes results are in a good agreement.

Key words: сomputer code, electron beam, klystron, electron gun, cavity, collector, Poisson equation, Maxwell equations, particle in cell model, focusing magnetic field.

 

Для цитирования:
В. Е. Родякин, В. М. Пикунов, В. Н. Аксенов. Комплекс программ для численного анализа электровакуумных приборов клистронного типа. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 6. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jun19/4/text.pdf

DOI  10.30898/1684-1719.2019.6.4