Моделирование СВЧ приборов с помощью программы CST Particle Studio (Ефремова Мария Васильевна, Курушин Александр Александрович, Иванов Игорь Михайлович) ; Солон-пресс, 2019

Условные обозначения и термины
1. Введение
2. Обзор задач, решаемых CST Particle Studio
2.1. Лампа бегущей волны ЛБВ
2.2. Моделирование электронной пушки
2.3. Выходной резонатор клистрона
2.4. Моделирование двухполостного монотрона
2.5. Монитор положения пучка
2.6. Моделирование коллектора частиц
2.7. Моделирование коллиматора частиц
2.8. Моделирование лампы бегущей волны
ТГц-диапазона
2.9. Моделирование генератора на лампе обратной
волны
2.10. Плазменные СВЧ источники
3. Методы расчета движения частиц,
используемые в CST Particle Studio
3.1. Программа расчета траекторий движения
частиц (Particle Tracking)
3.1.1. Методы расчета в модуле Particle Tracking
3.1.2. Основные настройки расчета в модуле
Particle Tracking
3.2. Программа Wakefield
3.2.1. Характеристика программы Wakefield
3.2.2. Результаты расчета в модуле Wakefield
3.3. Программа PIC
3.4. Программа расчета собственных частот
Eigenmode
3.5. Программа расчета электростатического поля
3.6. Программа расчета магнитного поля
3.7. Граничные условия в Particle Studio
3.8. Источники ошибок в методах расчета
распространения частиц в СВЧ структурах
4. Источники частиц CST STUDIO SUITE
4.1. Типы источников частиц (Particle Sources)
4.1.1. Источник частиц на поверхности
4.1.2. Точечный источник частиц
4.1.3. Круговой источник частиц
4.1.4. Импортированный источник частиц
4.2. Задание начальных условий эмиссии
4.2.1. Равномерное распределение
4.2.2. Распределение Максвелла
4.2.3. Распределение по углам
4.2.4. Эмиссия под углом (Oblique emission)
4.3. Модели эмиссии в расчетном модуле Tracking
4.3.1. Модель заданного постоянного тока (Fixed
emission)
4.3.2. Модель ограничения тока пространственным
зарядом (Space charge limited emission)
4.3.3. Модель термоэмиссии (Thermionic emission)
4.3.4. Модель автоэмиссии (Field-induced emission)
4.4. Модели эмиссии в расчетном модуле PIC solver
4.4.1 Модель Гаусса (Gauss emission)
4.4.2 Модель заданного постоянного тока (DC
Emission)
4.4.3 Модель автоэмиссии (Field Emission)
4.4.4 Модель взрывной эмиссии (Explosive Emission)
4.5. Экспорт и импорт интерфейса частиц
4.5.1. Создание интерфейса частиц в модуле
Tracking solver
4.5.2. Создание интерфейса частиц в модуле PIC
4.5.3. Импорт интерфейса частиц
4.6. Вторичная эмиссия (Secondary Emission)
4.6.1. Создание материала с вторично
эмиссионными свойствами
4.6.2. Модель вторичной эмиссии Фурмана (Furman)
4.6.3. Модель вторичной эмиссии Вогана (Vaughan)
4.6.4. Импорт параметров вторичной эмиссии
(Import)
5. Моделирование выходного резонатора
клистрона
5.1. Создание модели выходного резонатора
клистрона
5.2. Задание источника частиц
5.3. Задание начальных и граничных условий
5.4. Расчет и анализ полученных результатов
6. Моделирование электронно-оптической системы
с магнитной фокусировкой
6.1. Траекторный анализ в CST Particle Studio
6.2. Создание модели электронной пушки
6.3. Расчет магнитного поля в МПФС
6.4. Расчет и анализ полученных результатов
6.5. Расчет контура пучка в электрическом поле
6.6. Расчет контура пучка в электрическом и
магнитном полях
7. Моделирование коллектора с рекуперацией
7.1. Создание модели коллектора
7.2. Задание начальных и граничных условий
расчета
7.3. Расчет траекторий частиц в коллекторе
8. Расчет кильваторных полей в резонаторе
ускорителя
8.1. Кильватерные методы ускорения частиц
8.1.1. Диэлектрические ускорители с
кильватерным методом ускорения
8.1.2. Лазерно-плазменные ускорители
8.2. Создание модели резонатора ускорителя
8.3. Описание источника пучка частиц
8.4. Задание граничных условий
8.5. Задание конечно-элементной сетки
8.6. Расчет и анализ полученных результатов
9. Расчет мультипакции
9.1. Создание модели волноводного ступенчатого
фильтра
9.2. Задание начальных и граничных условий
9.3. Расчет высокочастотного поля в волноводе
9.4. Расчет мультипакторного эффекта
10. Моделирование лампы бегущей волны
10.1. Создание модели ЛБВ
10.2. Задание конечно-элементной сетки
10.3. Задание начальных и граничных условий
10.4. Расчет параметров ЛБВ и анализ результатов
11. Моделирование магнетрона
11.1. Создание модели магнетрона
11.2. Задание потенциалов и катушек с током
11.3. Задание граничных условий
11.4. Создание источника частиц
11.5. Анализ результатов расчета
11.6. Оптимизация структуры магнетрона
Заключение
12. Моделирование магнетрона с резонаторами
12.1. Создание структуры магнетрона
12.2. Установки граничных условий и мониторов
поля
12.3. Мониторы поля в точке
12.4. Задание источника частиц и полей для их
ускорения
12.5. Задание аналитического поля и потенциалов
на электродах магнетрона
12.6. Результаты расчета
12.7. Подстройки для изменения условий генерации
магнетрона
13. Моделирование разнорезонаторного
магнетрона
13.1. Создание структуры магнетрона
13.2. Задание мониторов поля для просмотра полей
13.3. Установки на решение
13.4. Задание источника частиц и полей для их
ускорения
13.5. Установки программы PIC на расчет
13.6. Результаты расчета магнетрона
13.7. Моделирование работы магнетрона с
использованием источников тока
13.8. Самосинхронизации двух магнетронов в схеме
14. Магнетроны из демонстрационных примеров
CST
14.1 Моделирование магнетрона с гребенчатой
структурой
14.2. Моделирование магнетрона для СВЧ-печки
15. Порядок расчета магнетрона
15.1. Последовательность действий при расчете
магнетрона
15.2. Расчет и оптимизация "холодной"
электродинамической системы магнетрона
15.3. Задание эмиссионных параметров, способа
питания магнетрона и расчет "горячего" режима
Заключение
Литература
Об авторах