УДК 621.385.624

Оптимизация конструкции и выходных параметров мощного широкополосного двухствольного клистрона для систем дальней космической связи

 

В. А. Царев ^1,2, Д. А. Нестеров ¹

¹ Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А., 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, д.77

²АО «НПП «Алмаз», 410033, г. Саратов, ул. Панфилова, д. 1

 

Статья поступила в редакцию 22 ноября 2019 г.

 

Аннотация: В статье представлены результаты численного моделирования двухлучевого клистрона Х-диапазона, предназначенного для использования в передатчиках системы дальней космической связи. В результате расчетов, проведенных с помощью 1D программы “AJDISK”, было установлено, что новый прибор может обеспечить при ускоряющем напряжении 16 кВ следующие выходные параметры: уровень выходной непрерывной мощности 24 кВт, КПД 33%, ширину полосы усиления 90 МГц и коэффициент усиления 44 дБ. Особенностью конструкции промежуточных резонаторов является, по аналогии с фотонно-кристаллическими резонаторами (PBG), использование металлических стержней для создания дефекта в резонаторе. С помощью изменения диаметра и местоположения этих стержней в дефектной зоне осуществлялась настройка промежуточных резонаторов на заданную резонансную частоту.

Ключевые слова: наземная дальняя космическая связь, X-диапазон, двухствольный клистрон, 3D моделирование, фотонно-кристаллический резонатор с запрещенной зоной, КПД, полоса усиления.

Abstract. The article presents the results of computational modeling for double-beam X-band klystron designed to use in the deep space communications system transmitters. As a result of performed calculations in 1D program “AJDISK”, it was established that the new device at an accelerating voltage of 16 kV can provide the following output parameters: CW output power level - 24 kW, an efficiency - 33%, a bandwidth - 90 MHz and a gain - 44 dB. A structural feature of the intermediate resonators is the using of metal rods to create a defect in the resonator, by analogy with the photonic crystal resonators (PBG). The intermediate resonators were tuned to an intended resonant frequency by changing a diameter and a location of these rods in the defect zone.

Keywords: ground deep space communication, X-band, two-barrel klystron, 3D modeling, photonic band gap resonator, efficiency, amplification band.

 

Для цитирования:

Царев В.А., Нестеров Д.А. Оптимизация конструкции и выходных параметров мощного широкополосного двухствольного клистрона для систем дальней космической связи. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 12. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/dec19/9/text.pdf

DOI 10.30898/1684-1719.2019.12.9