Материал: Sb97813

Введение

Внастоящем учебно-методическом пособии изложена методика проведения занятий по дисциплине «Специальные вопросы расчета и проектирования электронных приборов», а также даны рекомендации по самостоятельной работе. Материал предназначен для обучающихся по заочной и очнозаочной (вечерней) формам.

Учебная работа студента по дисциплине «Специальные вопросы расчета

ипроектирования электронных приборов» складывается из следующих основных элементов: установочного занятия по дисциплине; самостоятельного изучения дисциплины с использованием рекомендованной учебнометодической литературы; выполнения и защиты индивидуального домашнего задания; лекций; практических занятий; сдачи экзамена в ходе экзаменационной сессии в конце семестра.

Входе установочного занятия преподаватель знакомит студентов с изучаемой дисциплиной и ориентирует их на наиболее важные и сложные моменты в ее изучении, рекомендует учебно-методическую литературу, выдает задания и утверждает темы рефератов.

Самостоятельная работа с учебно-методической литературой является главным и основным видом работы студента. При этом необходимо руководствоваться следующими положениями:

1.Изучать литературу следует систематически в течение всего семестра.

2.Выбрать в качестве основного один из рекомендуемых источников, наиболее полно освещающий содержание программы.

3.Желательно в процессе работы над дисциплиной составить конспект, включающий основные формулировки, законы и соотношения, графики и поясняющие рисунки.

4.С целью самоконтроля следует после изучения каждого раздела ответить на соответствующие позиции перечня экзаменационных вопросов.

Врезультате изучения дисциплины студенты должны овладеть методами расчета электронных приборов, аналитическими и численными моделями, используемыми при проектировании, а также методами моделирования на ЭВМ физических процессов, протекающих в электронных приборах.

3

1.ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Внастоящем разделе рассмотрена методика проведения практических занятий, приведены примерные темы докладов, даны рекомендации по подготовке к докладам и написанию рефератов.

1.1.Методика проведения практических занятий

Практические занятия проводятся с целью закрепления и углубления знаний, развития у студентов навыков самостоятельного изучения методик расчета и проектирования электронных приборов, а также навыков работы с научно-технической и справочной литературой. На занятиях студенты делают доклады по материалам дисциплины с их последующим обсуждением в аудитории. По материалам доклада представляется развернутый реферат.

Ориентировочное время выступления с докладом составляет 10–15 мин. За это время докладчик должен в сжатой форме изложить основные положения своей работы, при этом он должен ориентироваться на то, что выступает перед студенческой аудиторией, а следовательно, изложение должно быть предельно точным, простым и понятным. В этом состоит одна из наибольших сложностей доклада. Для того чтобы ясно и просто объяснить содержание сложного материала, необходимо хорошо разобраться в нем самому.

После доклада автор должен ответить на вопросы студенческой аудитории и преподавателя, принять участие в возможной дискуссии. Итог выступления и дискуссии с оценкой доклада подводит преподаватель. Оценки выступления и материала реферата являются частью общей оценки знаний студента.

1.2.Программа дисциплины

Внастоящем подразделе приведены программа дисциплины, которая позволит студентам лучше ориентироваться при подготовке к занятиям, и примерные темы рефератов.

Введение. Предмет дисциплины и ее основные задачи. Развитие методов расчета и проектирования, особенности связи проектирования с производством.

Структура, содержание дисциплины, ее связь с другими дисциплинами учебного плана и место в подготовке специалистов электронной техники.

4

Перечень дисциплин и разделов, усвоение которых необходимо для изучения данного курса.

Тема 1. Классификация моделей и методов расчета. Физические и математические модели. Основные этапы моделирования. Параметры модели. Динамические и статические модели, линейные и нелинейные. Одномерные, двумерные и трехмерные модели.

Особенности моделей вакуумных и твердотельных СВЧ электронных приборов. Модели в виде эквивалентных схем, физико-топологическая модель.

Аналитические и численные методы расчета. Гидродинамическое приближение, методы Эйлера и Лагранжа. Кинематическое приближение и учет объемного заряда. Одночастотные и многочастотные режимы.

Теплообмен электронный прибор–окружающая среда. Механизм теплообмена, основные уравнения. Электротепловая аналогия, тепловые модели.

Тема 2. Численные методы расчета электронных СВЧ-процессов.

Дискретные модели электронного потока. Плоскостная, объемная, деформируемая модели. Точечная, дисковая, дисково-кольцевая модели. Модель с расслоением. Метод опорных частиц.

Магнитное постоянное и высокочастотное поле; электрическое постоянное поле; поле пространственного заряда; электромагнитное СВЧ-поле. Расчет электромагнитных полей в СВЧ-приборах.

Метод функции Грина. Нахождение функции Грина, функции взаимодействия для аксиально-симметричных пучков, функция взаимодействия для объемной модели. Основные приемы, применяемые для сокращения времени счета.

Сеточные методы решения уравнения Пуассона.

Уравнение движения крупных частиц. Выбор независимых и зависимых переменных. Безразмерные параметры. Самосогласованная задача.

Тема 3. Релятивистские клистроны. Уравнение колебаний реляти-

вистского электронного потока (РЭП), особенности скоростной модуляции и клистронного группирования РЭП, режим суммирования скоростных модуляций.

Влияние начального энергетического разброса.

5