الکترومغناطیس کاربردی

الکترومغناطیس کاربردی

کوچک سازی نوسانساز موج پس رو با استفاده از ساختار فرامواد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی مالک اشتر-تهران-ایران
2 دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
چکیده
لامپ نوسانساز موج پس رو یکی از مهم ترین ادوات تولید موج رادیویی با توان بالا است. از چالش های مهم نوسانسازهای موج پس رو، حجم بالای فیزیکی آنها خصوصا در فرکانس های پایین است. در این مقاله یک لامپ نوسانساز موج پس رو بر مبنای فرامواد ارائه شده است که از مهمترین ویژگی این ساختار کوچک سازی است. در این مقاله در ابتدا نوسانساز موج پس رو متداول و نوسانساز موج پس رو با ساختار فرامواد مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده گردید در یک باند فرکانسی مشخص (بعنوان مثال باند S)، ساختار موج پس رو مبتنی بر فرامواد دارای کاهش ابعاد از 60 میلی متر به 20 میلی متر نسبت به ساختار موج پس رو متداول است که نشان دهنده کاهش 60 درصدی می باشد . سپس عنصر تکی فرامواد به صورت متناوب درون موجبر استوانه ای به عنوان ناحیه برهم کنش استفاده شده است. پرتو الکترونی با ولتاژ پرتو 180 کیلوولت و جریان 24 آمپر به عنوان تحریک لامپ و همچنین میدان مغناطیسی 5/0 تسلا جهت جلوگیری از واگرایی پرتو الکترونی مورد استفاده قررار گرفته است. فرکانس عملکردی لامپ 87/2 گیگاهرتز و بازدهی با توجه توان خروجی بیشینه رادیویی که برابر با 76/2 مگاوات است برابر با 64 درصد بدست آمده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Miniaturization of backward wave oscillator using metamaterial structure

نویسندگان English

seyed mohammad javad razavi 1
seyed hossein mohseni armaki 2
seyed mohsen razavi 2
reza ghasemi sostani 2
1 Faculty of Electrical & Computer Engineering, Malek Ashter University of Technology, Iran
2 Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
چکیده English

The backward wave oscillator is one of the most important devices for generating high-power RF. One of the major challenges of backward wave oscillators is their large physical volume, especially at low frequencies. In this paper, a backward wave oscillator based on metamaterials is presented, which is the most important feature of this miniaturization structure. In this paper, the conventional backward wave oscillator and the backward wave oscillator with a metamaterial structure were first examined. It was observed that in a certain frequency band (e.g. S-band), the metamaterial-based backward wave structure has a dimension reduction from 60 mm to 20 mm compared to the conventional structure, which represents a 66% reduction.. Then, a single metamaterial element is used intermittently inside a cylindrical waveguide as the interaction region. An electron beam with a beam voltage of 180 kV and a current of 24 A is used as the lamp excitation, and a magnetic field of 0.5 Tesla is used to prevent electron beam divergence. The operating frequency is 2.87 GHz and The peak power efficiency is obtained to be 64%, considering the maximum output power of 2.76MW.

کلیدواژه‌ها English

Backward wave Oscillator
Metamaterial
Vacuum Electron Dev

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 24 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 10 مرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 13 دی 1404
  • تاریخ پذیرش 24 آذر 1404
  • تاریخ انتشار 24 شهریور 1405