16528

16528

بهبود كد 3 بعدي پارامتريك لامپ‌هاي TWT-Helix جهت افزايش قابليت تحليل با تلفات سنگين و بهينه سازي لامپ جهت افزايش بازدهي

كارشناسي ارشد

مخابرات ميدان

فروردين 1395

دكتر فرخ حجت كاشاني

برق

چكيده يكي از روش‌هايي كه براي بهينه سازي لامپ موج رونده مارپيچ استفاده مي‌شود تغيير الگوي گام مارپيچ است. متعاقباً يك كد شبيه سازي با پايداري بالا براي تحليل گام مارپيچ متغير در طول لامپ، و هم چنين تلفات سنگين در طول لامپ، مورد نياز خواهد بود. كد شبيه سازي يك بعدي Rowe كه قبلاً نوشته شده بود براي تلفات سنگين و تغيير گام مارپيچ به منظور بهينه سازي، ناپايدار بود. بنابراين براي رسيدن به كد شبيه سازي مناسب كد يك بعدي كريستين بهبود داده شده و كد 3 بعدي كريستين نيز براي انجام تحليل‌هاي دقيقتر با استفاده از نرم افزار MATLAB پياده سازي شده است. كد كريستين يك كد پارامتري چند فركانسي در حوزه فركانس است كه مي‌تواند توان خروجي، دامنه ميدان‌هاي مدار مارپيچ و بار فضايي و مشخصات بيم الكترون مانند جريان بانچ شدگي، سرعت ذرات و انرژي ذرات را در حالت پايدار محاسبه كند. نمونه لامپ موج رونده مورد بررسي در فركانس 33 گيگا هرتز مي‌باشد و همه نتايج بدست آمده از كد پياده سازي شده و شبيه‌سازي شده در اين فركانس مي باشند. لامپ‌هاي موج رونده علاوه بر كاربردهايشان در صنايع راداري و جنگ الكترونيكي بصورت گسترده‌اي در ارتباطات ماهواره‌اي مورد استفاده قرار مي‌گيرد يكي از مشكلات موجود كم بودن توان dc در دسترس در ماهواره‌هاست كه از اين رو بازدهي لامپ‌هاي موج رونده حائز اهميت مي‌شود. به همين خاطر لامپ‌هاي موج رونده مارپيچ بصورت گسترده‌اي در سراسر دنيا براي افزايش بازدهي مورد مطالعه قرار گرفتند. در فصل 3 روش‌هاي تحليلي و روش‌هاي مبتني بر الگوريتم‌هاي بهينه سازي مورد بررسي قرار گرفته و چند الگوي گام مارپيچ را ارائه خواهيم داد. نتايج بدست آمده از كد پياده سازي شده يك بعدي و سه بعدي كريستين با شبيه سازي در نرم افزار CST مقايسه شده است و در نهايت براي راحتتر كردن اجراي كد پياده سازي شده يك واسط كاربر گرافيكي كه قابليت اجراء كد و الگوريتم‌هاي بهينه سازي را دارد، ايجاد شده است.

1395/11/17

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract A usefull design technique for high efficiency Traveling Wave Tubes (TWT’s) is using alternative Helix pitch profile along the tubes. So we need a simulation code that can calculate output power with variable Helix pitch profile in presence of heavy attenuation. To achive this purpose, 1D Christine simulation code was improved. 3D Christine code was implemented also for further investigation. Christine is a parametric multi-frequency code which calculates the output power, RF an​d space charge fields an​d more beam specifications like velocity, energy of beam whitin the electron beam an​d trajectory of beam. High efficiency of a TWT is required because of limited power of available on board satellite. So we will consider two procedures to achive optimized helix pitch profile: analytical an​d optimization alghorithm based procedures. The results achived from implemented code will compare with the output of CST simulation software. At the end a graphical user interface will created to run implemented 1D an​d 3D Christine code an​d optimization alghorithms.