طراحی و شبیه سازی مولد هارمونیک مبتنی بر لامپ کلایسترون باند Ka به W با استفاده از روش نوسان هسته

در این مقاله ، یک مولد هارمونیکی مبتنی بر لامپ کلایسترون ارائه شده است که سیگنال ورودی آن در باند Ka و سیگنال خروجی تقویت شده ی آن در باند W است. طراحی مولد هارمونیکی بر اساس کلایسترون باند Ka انجام شده است که موجب کاهش چگالی جریان پرتوی الکترونی در ناحیه برهم کنش، کاهش چگالی کاتد در تفنگ الکترونی و کاهش میدان مغناطیسی DC موردنیاز برای همگرانگهداشتن پرتوی الکترونی می شود. کاهش پارامترهای ذکرشده، چالش ها و پیچیدگی های مربوط به ساخت را کاسته و امکان دستیابی به توان های بالا در باند W را افزایش می دهد. یکی از چالش های مولد های هارمونیکی کم بودن بازدهی آنها است که سعی شده است با استفاده از روش نوسان هسته که از روش های جدید در افزایش بازدهی لامپ های کلایسترون می باشد، بازدهی الکترونی را افزایش داد. ساختار مولد هارمونیکی طراحی شده مشتمل بر چهار محفظه ی باند Ka و یک محفظه ی باند W است. طراحی با استفاده از نرم افزار AJDisk و یک کد بومی انجام شده است. ساختار طراحی شده با استفاده از بخش PIC نرم افزار CST شبیه سازی شده است . توان خروجی RF در باند W ( فرکانس ۹/۹۳ گیگاهرتز) ۴/۶ کیلووات با بازدهی ۱۶% بدست آمده است. فرکانس ورودی در باند Ka (فرکانس ۳/۳۱ گیگاهرتز ) می باشد. بهره این دستگاه که معادل است با نسبت توان خروجی به توان ورودی ۹/۵۳ دسی بل بدست آمده است. برای کاهش ولتاژ روی شکاف محفظه ی خروجی و جلوگیری از پدیده ی شکست در بخش خروجی از محفظه های تعامل گسترده استفاده شده است.

کلیدواژه ها:

مولد هارمونیکی کلایسترونی ، ادوات الکترونی خلا ، موج میلیمتری