Моделирование и оптимизация коаксиальных гиротронов
С целью оптимизации конструкции и повышения КПД гиротронов как перспективных источников энергии для СВЧ-технологий и УТС
Построена математически строгая схема расчета электромагнитных полей в коаксиальных гиротронах с учетом высших пространственных гармоник.
Развиты методы прямого численного решения сингулярного интегрального уравнения, полностью эквивалентного краевой задаче для коаксиального резонатора с гофрированным внутренним проводником.
Теория позволяет оценивать такие параметры эффективности гиротрона, как величина омических потерь, которые приводят к снижению КПД устройства, нагреванию его стенок и коаксиальной вставки.
Построена многоволновая теория затухания СВЧ-полей в гофрированном проводнике коаксиального резонатора гиротрона.
Точность расчетов в ее рамках ~1%.
Показано, что расчеты затухания полей на базе стандартной импедансной модели некорректны и завышают затухание примерно в два раза.
В модели холодной бесстолкновительной плазмы с неподвижными ионами теоретически исследовано влияние фоновой плазмы малой плотности на резонансные частоты и распределение ВЧ-поля в конечном резонаторе гиротрона.
Строго учтена конечная геометрия плазменного резонатора.
Показано, что плазма в резонаторе ведет к уменьшению рабочей частоты гиротрона, причем величина сдвига частоты зависит от плотности плазмы.