استفاده از رزوناتور محفظه گروهی به منظور بهبود بازده خروجی لامپ کلایسترون

جعفری, علی; قانع قره باغ, یعقوب; حمیدی, عماد; اشرفی قریه علی, سید احمد

استفاده از رزوناتور محفظه گروهی به منظور بهبود بازده خروجی لامپ کلایسترون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

علی جعفری ¹

یعقوب قانع قره باغ ²

عماد حمیدی ³

سید احمد اشرفی قریه علی ⁴

¹ دانشجوی دکتری،دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران

² استادیار، دانشگاه جامع امام حسین(ع)،تهران،ایران

³ استادیار،دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران ایران

⁴ پژوهشگر،دانشگاه جامع امام حسین(ع)،تهران، ایران

چکیده

افزایش بازدهی کلایسترون‌ها یک مساله‌ی منحصر به فرد می‌باشد، که نیاز به تحقیقات اساسی در فرآیندهای برهمکنش باریکه الکترونی با میدان‌ محفظه‌ها دارد. در این مقاله از روش جایگزین کردن تشدیدکننده محفظه گروهی به جای تک محفظه به منظور افزایش تعامل میدان محفظه با پرتو الکترونی استفاده شده‌است. در این روش، طول دسته‌بندی الکترون‌ها کاهش می‌یابد که موجب کاهش وزن و ابعاد ساخت لامپ کلایسترون می‌گردد. با جایگذاری یک تشدیدکننده محفظه گروهی به جای یکی از محفظه‌های میانی لامپ کلایسترون طراحی شده برای فرکانس یک گیگاهرتز به میزان بازدهی تقریبا یکسان در طول کم‌تر و بازدهی بیشتر در طول یکسان دست یافته‌ایم. همچنین با ترکیب روش نوسانات هسته (COM) با تشدیدکننده محفظه گروهی، بازدهی 38/81 درصد حاصل گردیده‌است.

کلیدواژه‌ها

رزوناتور

محفظه گروهی

روش نوسانات هسته

کلایسترون

دسته‌بندی الکترون‌ها

20.1001.1.26455153.1403.12.2.1.1

عنوان مقاله English

Using a clustered cavity resonator to improve the output efficiency of the klystron tube

نویسندگان English

Ali Jafari ¹

Yaqob Qaneh Qarehbagh ²

Emad Hamidi ³

Seyed Ahmad Ashrafi gharyehali ⁴

¹ PhD Student, Imam Hussein (AS) University, Tehran, Iran

² Assistant Professor, Imam Hussein (AS) University, Tehran, Iran

³ Assistant Professor, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran

⁴ Researcher, Imam Hussein (AS) University, Tehran, Iran

چکیده English

In this article, the method of replacing the clustered cavity resonator instead of a single cavity is used in order to increase the interaction of the cavity field with the electron beam. In this method, the length of the electrons bunching is reduced, which reduces the weight and cost of manufacturing the klystron tube. By replacing a group cavity resonator instead of the middle cavity of the klystron tube designed for the CERN laboratory, we have achieved almost the same efficiency in a shorter length and Higher efficiency at the same length. Also, by combining the core oscillation method (COM) with clustered cavity resonator, an efficiency of 81.38% has been achieved.

کلیدواژه‌ها English

Resonator

Clustered cavity

Core oscillation method

Klystron

Bunching

[1] Z.-c. Zhang, B.-l. Shen, C.-j. Fu, X.-j. Yu, F. Zhang, and Y.-p. Huang, "18.5: Development of an S-band, 200 MHz instantaneous bandwidth, 22 kW average power klystron," in 2010 IEEE International Vacuum Electronics Conference (IVEC), 2010: IEEE, pp. 437-438.

[2] A. Baikov and O. Baikova, "Simulation of High-Efficiency Klystrons with the COM and CSM bunching," in 2019 International Vacuum Electronics Conference (IVEC), 2019: IEEE, pp. 1-2.

[3] A. Y. Baikov and O. Baikova, "On the Synthesis of High-Efficiency CSM Klystrons by the «Embedding» Method," in 2018 International Conference on Actual Problems of Electron Devices Engineering (APEDE), 2018: IEEE, pp. 17-20.

[4] I. Guzilov, "BAC method of increasing the efficiency in Klystrons," in 2014 Tenth International Vacuum Electron Sources Conference (IVESC), 2014: IEEE, pp. 1-2.

[5] A. Baikov and O. Baikova, "New high-efficiency resonant O-type devices as the promising sources of microwave power," Energies, vol. 13, no. 10, p. 2514, 2020.

[6] Y. Miao, T. M. Antonsen, G. S. Nusinovich, A. N. Vlasov, H. Guo, and V. L. Granatstein, "Prebunching of electrons in harmonic-multiplying cluster-cavity gyro-amplifiers," IEEE transactions on plasma science, vol. 32, no. 3, pp. 970-980, 2004.

[7] D. A. Constable, C. Lingwood, G. Burt, A. Y. Baikov, I. Syratchev, and R. Kowalcyzk, "MAGIC2-D simulations of high efficiency klystrons using the core oscillation method," in 2017 Eighteenth International Vacuum Electronics/ Conference (IVEC), 2017: IEEE, pp. 1-2.

[8] C. Marrelli, "High efficiency klystron design," in RF CLIC Meeting, 2014.

[9] J. Cai, I. Syratchev, and Z. Liu, "Klyc: Large signal simulation code for klystrons," submitted to IEEE TED, 2017.

[10] J. Cai and I. Syratchev, "KlyC. The 1D/1.5 D large signal computer code for the klystron simulations. User manual," 2018.