Радиожиілікті (RF) құрылғылардағы көп көбейту эффектісі – бұл электрондық көбейту, құрылғыға зиян келтіруі мүмкін. Түрлері, механизмдері туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Мультипакторлы эффект – радиожиіліктік (RF) күшейткіштердегі вакуумдық түтіктер мен толқын жетектерінде кездесетін құбылыс. Белгілі бір жағдайларда, екінші электронды эмиссияның алмалы-жолталмалы электромагниттік өріспен резонансқа түсуі электронның экспоненциалды көбеюіне алып келеді, бұл RF құрылғысына зақым келтіруі және тіпті оны бүлдіруі мүмкін.
The multipactor effect is a phenomenon in radio frequency (RF) amplifier vacuum tubes and waveguides, where, under certain conditions, secondary electron emission in resonance with an alternating electromagnetic field leads to exponential electron multiplication, possibly damaging and even destroying the RF device.
Механизм
Көппакторалы механизм бетке қатысты RF электр өрісінің бағытымен қатар, магнит өрісіне және оның бағытына да байланысты (қараңыз 61-66 бб.). Көппактордың екі түрі бар: металл беттердегі екі беттік көппактор және металл немесе диэлектрик беттердегі бір беттік көппактор.
The mechanism of multipactor depends on the orientation of an RF electric field with respect to the surface as well as the magnetic field and its orientation (see pp 61 66 in ). There are two types of multipactor: two surface multipactor on metals and single surface multipactor on metal or dielectrics.
Металдардағы екі беттік мультипактор
Бұл металл электродтар арасындағы кеңістікте пайда болатын мультипактор эффектісі. Көбінесе радиожиілікті (RF) электр өрісі бетке перпендикуляр болады. Электронның ұшу уақыты мен радиожиіліктік өріс циклы арасындағы резонанс – мультипактордың даму механизмі. Мультипактордың пайда болуы келесі үш шарттың орындалуына байланысты: бір түскен электронға шамамен бір немесе одан көп электрон бөлінуі (бұл беттің екінші электронды эмиссия коэффициентіне байланысты), электронның бөлінген беттен соқтығысқан бетке дейінгі уақыты радиожиіліктік кезеңнің жартысының толық еселігіне тең болуы, және екінші электронды эмиссияның орташа коэффициенті бір немесе одан көп болуы.
This is a multipactor effect that occurs in the gap between metallic electrodes. Often, an RF electric field is normal to the surface. A resonance between electron flight time and RF field cycle is a mechanism for multipactor development. The existence of multipactor is dependent on the following three conditions being met: The average number of electrons released is greater than or equal to one per incident electron (this is dependent on the secondary electron yield of the surface), and the time taken by the electron to travel from the surface from which it was released to the surface it impacts is an integer multiple of one half of the RF period, and the average secondary electron yield is greater than or equal to one.
Бір бетті көп қабатты
Магниттік өрістер ескерілген кезде мультифакторлы эффект бір бетте пайда болуы мүмкін. Теорияны 91-105 беттерде қараңыз, ал симуляциялар мен тәжірибелер туралы ақпаратты... Бір беттік мультифакторлы құбылыс металл бетінде қиылысқан тұрақты магнит өрісі болғанда да мүмкін. Бұл диэлектрлік бетте де болуы мүмкін, мұнда көбінесе радиожиілік электр өрісі бетке параллель болады. Диэлектрлік бетке жиналған оң заряд электрондарды қайта бетке тартады.
The multipactor effect can take place on a single surface when magnetic fields are taken into account. See theory in pp 91 105, and simulations and experiment in. A single surface multipactor event is also possible on a metallic surface in the presence of a crossed static magnetic field. It may also occur on a dielectric surface, where often an RF electric field is parallel to the surface. The positive charge accumulated on the dielectric surface attracts electrons back to the surface.
Геометрияның әсері
Мультипактировка бет пішініне және электр және магнит өрістерінің нақты таралуына байланысты. Көппакторлық эффектіні азайту немесе тіпті жою үшін геометрияға негізделген бірнеше техника бар: бірі – электрондар эмиссиясы болатын жерде электр өрістерінің бағытын дәл өзгертетін ұсақ ойыстар арқылы, соның нәтижесінде кейбір электрондарды процеске қолдау көрсетпейтін бағыттарға итереді. Тағы бір тәсіл – екі нүктелі мультипактировкада электрондардың ұшу уақытын периодты түрде өзгертетін беттің ірі толқындары арқылы, осылайша мультипакторлық резонанс жағдайын бұзады. Содан кейін, қуыстың бетінің қисықтығында электрондардың бастапқы нүктеге немесе қуыс сәулелік түтіктің өтпелі бетіне қайта оралу мүмкіндігін жоятын нақты өзгерістер жасалады. Бұл әртүрлі беттік өзгерту техникалары әртүрлі геометрияларда мультипактировканы басу үшін тиімді құралдарды ұсынады.
Multipacting depends on the geometry of the surface and the exact distribution of the electric and magnetic fields. There are a number of geometry based techniques to reduce or even eliminate the multipactor effect: One is through small scale grooves which modify the direction of the electric fields exactly at the location of the electron emission, thereby kicking some of the electrons to directions that do not support the process. Another approach is through large scale corrugations of the surface which periodically alter the time of flight of the electrons in two point multipacting, thereby disrupting the multipactor resonance condition Then there are specific changes in the curvature of a cavity's surface that spoil the chances of the electrons to return to the point of origin or cavity beam pipe transition surface. These various surface modifications techniques provide a powerful tool for the suppression of multipacting in various geometries.
Тарих
Бұл құбылысты алғаш рет 1924 жылы Нанси қаласында француз физигі Камиль Гаттон байқаған. 1934 жылы электрондық теледидарды ойлап тапқан Фило Т. Фарнсворт мультипакторды анықтап, зерттеді және оны күшейткіш ретінде пайдалануға тырысты. Бүгінгі таңда бұл көбінесе бөлшектерді жеделдетушілердің, вакуумдық электрониканың, радарлардың, спутниктік байланыс құрылғыларының және тағы басқа да құрылғылардың қалыпты жұмысына кедергі келтіретін мәселе болып табылады. Компьютерлерді мультипактингті зерттеу үшін алғаш рет 1970-ші жылдардың басында қолданған, осы кезде ол SRF қуысының жұмысын шектеуші маңызды фактор екені анықталды. 1998 жылы (Кишек) мультипактордың жаңа түрі ұсынылды, кейіннен тәжірибе жүзінде дәлелденді, онда диэлектрлік беттің зарядталуы мультипакторлық разрядтың динамикасын едәуір өзгертеді.
This phenomenon was first observed by the French physicist Camille Gutton, in 1924, at Nancy. Multipactor was identified and studied in 1934 by Philo T. Farnsworth, the inventor of electronic television, who attempted to take advantage of it as an amplifier. More commonly nowadays, it has become an obstacle to be avoided for normal operation of particle accelerators, vacuum electronics, radars, satellite communication devices, and so forth. The first application of computers to investigate multipacting is from the early 1970's when it was discovered as a major SRF cavity performance limitation. A novel form of multipactor has been proposed (Kishek, 1998), and subsequently experimentally observed, in which charging of a dielectric surface considerably changes the dynamics of the multipactor discharge.