В.И. Роговин – к.ф.-м.н., доцент, зам. директора НПЦ «Электронные системы»,  АО «НПП «Алмаз» (г. Саратов); 

кафедра «Основы проектирования приборов СВЧ», Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского E-mail: rogovinvi@almaz-rpe.ru

Д.А. Тюрин – науч. сотрудник, 

АО «НПП «Алмаз»

Постановка проблемы. При расчетах параметров лампы бегущей волны (ЛБВ) основным является метод анализа заданных конструкций на ЭВМ. Для нахождения оптимальных размеров пространства взаимодействия, обеспечивающих необходимые выходные параметры, например, получение максимального КПД, необходимо провести большое число расчетов с варьированием большого числа переменных. Для сокращения времени проектирования целесообразно разработать методику проектирования с использованием метода оптимизации.

Цель. Разработать методику и программу проектирования узкополосных и широкополосных спиральных ЛБВ с использованием метода оптимизации для сокращения времени расчета оптимальных размеров пространства взаимодействия спиральных ЛБВ.

Результат. Разработана методика и программа проектирования узкополосных и широкополосных спиральных ЛБВ с использованием оптимизационного метода Розенброка. Методика состоит из выбора первоначальной конструкции пространства взаимодействия ЛБВ на основе знания физики процесса, накопленного опыта и приближенных соотношений и последующей оптимизации. Варьируемыми параметрами являются либо величины шагов участков замедляющей системы с фиксированной длиной (оптимизация по шагу h), либо набор координат точек участков (оптимизация по координате z).

Практическая значимость. Приведенные результаты включены в систему автоматизированного проектирования и используются при разработке ЛБВ различного применения.

1. Панин А.Ф., Поляк В.Е., Филатов В.А. Применение неоднородных нерезонансных ЗС для повышения электронного КПД ЛБВО // Обзоры по электронной технике. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1987. № 8.
2. Ghosh T.K., Challis A.J., Jacob A., Bowler D. Design of helix pitch profile for broadband traveling-wave tubes // IEEE Trans. on Electron Devices. May 2009. V. 56. № 5. P1135−1140.
3. Цейтлин М.Б., Кац А.М. Лампа с бегущей волной. М.: Сов. радио. 1964.
4. HFSS – High Frequency Structure Simulation. Manual. Ansoft. 2004. www.ansoft.com.
5. Вайштейн Л.А. Нелинейная теория ЛБВ. Ч.1. Уравнения и законы сохранения // Радиотехника и электроника. 1957. Т. 2. № 7. С. 883.
6. Кузнецова Т.Н., Роговин В.И., Роговин И.В. Повышение технического КПД ЛБВ С-диапазона // Материалы Междунар. научно-технич. конф. «Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП-2010)». Саратов. 2010. Т. 1. С. 140−144.
7. Данилов А.Б., Золотых Д.Н., Медведков И.П., Петросян А.И., и др. Разработка мощной широкополосной ЛБВ непрерывного действия диапазона X, Ku //  Материалы Междунар. научно-технич. конф. «Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП-2016)». Саратов. 2016. Т. 1. С. 47−53.