تحلیل برهم کنش بیم الکترونی با موج rf در تیوب تقویت کننده موج رونده با استفاده از کد پارامتریک

یکی از متداول ترین تیوب های خلأ که کاربرد وسیعی در مخابرات ماهواره ای و جنگ الکترونیک دارد تیوب های موج رونده هستند که علیرغم پهنای باند بالا دارای توان خروجی متوسط به بالا نیز هستند. به همین علت تاکنون فعالیت های زیادی برای مدل کردن این تیوب ها بخصوص نوع هلیکس دار آن انجام شده است. از جمله این مدل ها، کدهای اصول اولیه مانند fdtd-pic هستند که نتایج بدست آمده از آن ها با نتایج عملی مطابقت بسیار خوبی دارد؛ اما معضل اصلی، زمان بر بودن این کدهاست. از آن جایی که در روند طراحی همیشه بهینه بودن طرح مد نظر است، غالباً از الگوریتم های بهینه سازی در طراحی استفاده می شود. در یک بهینه سازی ممکن است نیاز باشد یک ساختار بیش از هزار بار شبیه سازی شود. در نتیجه استفاده از کدهای اصول اولیه برای بهینه سازی بسیار پر هزینه هستند. به همین جهت امروزه در روند طراحی، مدل های دیگری مرسوم به مدل های حالتِ پایدار (یا اصطلاحاً پارامتریک) استفاده می شوند. این جایگزینی نه فقط جهت افزایش سرعت محاسبات بوده است، بلکه مدل های حالت پایدار قابلیت های بیشتری را در تحلیل سیستم در اختیار کاربر قرار می دهند. پیاده سازی یک مدل حالت پایدار برای یک تیوب موج رونده با ساختار موج کند هلیکس با توجه به معادلات دیفرانسیل استخراج شده و استفاده از آن در یک الگوریتم بهینه سازی برای بهبود دادن توان خروجی و پهنای باند تیوب، هدف این پایان نامه است. مدل ایجاد شده به علت تقارن سمتی تیوب موج رونده یک مدل یک بعدی است که البته در آن تأثیر فعل و انفعال بیم و موج rf در راستای شعاعی در نظر گرفته شده است. جهت بررسی صحت مدل پیاده سازی شده، نتایج آن با کد اصول اولیه magic مقایسه می شود. الگوریتم بهینه سازی در این پایان نامه الگوریتم pso است که یک الگوریتم بسیار توانمند برای بهبود مشخصه یک ساختار است. توسط این الگوریتم ساختار موج کند هلیکس با تغییرات گام آن در انتهای ساختار، برای بدست آوردن مشخصه خروجی مطلوب تر بهینه می شود.