А.А. Швачко – к.т.н.,  кафедра «Электронные приборы и системотехника», 

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

E-mail: alexandr1899@gmail.com

А.А. Захаров – д.т.н., профессор,  кафедра «Электронные приборы и системотехника», 

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. E-mail: zaharov@sstu.ru

Постановка проблемы. Существующие математические модели магнитного поля в магнитных периодических фокусирующих системах (МПФС) не позволяют оценивать влияние каждого отдельного магнита и полюсного наконечника на результирующее магнитное поле на оси системы.

Цель. Создать математическую модель магнитного поля в магнитных периодических фокусирующих системах, учитывающую полюсные наконечники, для оценки влияния каждого отдельного магнита и полюсного наконечника на результирующее магнитное поле на оси системы.

Результат. Построена математическая модель на базе выражения магнитного поля отдельного кольцевого магнита, а магнитное поле на оси МПФС создается за счет суперпозиции магнитных полей отдельных магнитов и полюсных наконечников. Выражения, учитывающие влияние полюсных наконечников, выведены на основе зарядовой модели. В результате получены выражения для полюсных наконечников, учитывающие величину и направление намагниченности каждого из контактирующих с ними магнитов, а также собственные геометрические параметры.

Практическая значимость. Предложенная математическая модель может быть использована при разработке периодических фокусирующих систем, а также для создания программного обеспечения, упрощающего возможность анализа влияния каждого отдельного магнита и полюсного наконечника на результирующее магнитное поле.

1. Chang Kern K.N. Optimum Design of Periodic Magnet Structures For Electron Beam Focusing // RCA Rew. 1955. V. 6. № 1. С. 65−81.
2. Hu Q. Asymptotic boundary conditions for the finite element modeling of axisymmetric period permanent magnet structures // IEEE Eighteenth International Vacuum Electronics Conference (IVEC-2017). 2017. С. 1−2. DOI: 10.1109/IVEC.2017.8289507.
3. Царев В.А., Спиридонов Р.В. Магнитные фокусирующие системы электровакуумных микроволновых приборов О-типа: Учеб. пособие. Саратов: Изд-во «Новый ветер». 2010.
4. Коген-Данилин В.В., Комаров Е.В. Расчет и испытания систем с постоянными магнитами. М.: Энергия. 1977.
5. Chen W. et al. 3D symmetric computation algorithm with finite element method for permanent magnet focusing system // IEEE International Vacuum Electronics Conference (IVEC-2016). IEEE 2016. С. 1−2. DOI: 10.1109/IVEC.2016.7561932.
6. Bittanti S., Colaneri P. Periodic systems: filtering and control. Springer Science & Business Media. 2009. P. 407. DOI: 10.1007/978-1-84800-911-0.
7. Швачко А.А., Захаров А.А., Афонин И.Н., Туркин Я.В. Математическая модель настройки МПФС методом перестановки магнитов // Радиотехника. 2016. № 10. С. 203−206.