Le klystron a interaction etendue : etude theorique et experimentale

by JEAN-YVES RAGUIN

Doctoral thesis in Sciences appliquées. Physique

Under the supervision of J. LE DUFF.

defended on 1995

in Paris 6 .

  • Alternative Title

    The extended-interaction klystron : theoretical and experimental study


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  • Abstract

    Les projets d'accelerateurs lineaires e#+e#- prevoient des puissances cretes hf aussi elevees que 200 mw par metre de structure acceleratrice. De telles puissances imposent des exigences pour les sources hf qui ne peuvent pas etre rencontrees avec les tubes electroniques existants. Alors que de nouvelles approches conceptuelles suscitent la generation de nouveaux types de sources de puissance, plusieurs laboratoires poursuivent des travaux sur des klystrons conventionnels destines a produire 100 mw a 11,4 ghz pour cette application. A ces niveaux de puissances, l'amplitude des champs electriques hf induits par le faisceau electronique au niveau de l'espace d'interaction de la cavite de sortie d'un klystron classique est si elevee qu'elle peut provoquer des claquages. La conception d'une structure de sortie constituee d'une chaine de cavites couplees permettrait de reduire l'amplitude de ces champs par la repartition de l'extraction de la puissance sur les differents espaces d'interaction. Cette these comporte deux parties principales. La premiere traite des simulations numeriques et des resultats experimentaux relatifs a plusieurs klystrons concus pour produire une puissance crete de 100 mw a 11,4 ghz. Les deux programmes de calcul de dynamique electronique utilises y sont egalement decrits. Dans la seconde partie, un modele de l'excitation par un faisceau electronique d'une structure hf constituee d'un nombre quelconque de cavites couplees est developpe. Dans un premier temps, les equations de circuit associees a chaque cavite en presence du faisceau sont deduites d'une analyse des equations de maxwell et conduisent a une representation de la chaine de cavites sous la forme d'un ensemble de multipoles en cascade. Cette representation est independante du regime de fonctionnement. Il est finalement presente un modele en regime lineaire de la reponse du faisceau electronique a un champ electrique de structure hf determine. Le caractere discret de l'interaction permet de particulariser l'action du champ electrique de chaque cavite sur le faisceau. Les modulations de vitesse electronique et de courant hf ainsi que les courants induits dans les cavites sont calculees en utilisant le concept des ondes de charge d'espace longitudinales. La combinaison de ces equations electroniques et des equations de circuit aboutit a une description lineaire et auto-consistante du probleme

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Informations

  • Details : 174 P.
  • Annexes : 68 REF.

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  • Library : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
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  • Odds : PMC RT P6 1995
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