Theoretischer Entwurf eines Millimeterwellenklystrons mit bandförmigem Elektronenstrahl

Seitdem es in den dreißiger Jahren gelang, Elektronenröhren zur Verstärkung von cm-Wellen einzusetzen, sind sie aus dem Katalog der Hochfrequenzbauelemente nicht mehr wegzudenken. Nach wie vor dominieren Klystrons und Wanderwellenröhren den Bereich hoher Ausgangsleistungen bei gleichzeitig hohen Frequenzen. Bislang wurden diese Röhren zylinder-symmetrisch aufgebaut, was sich beim Übergang zu Frequenzen im Bereich von 100 GHz aus verschiedenen Gründen als problematisch erweist. Die Verwendung eines bandförmigen Elektronenstrahls und planarer Strukturen bietet einen interessanten Ansatz zur Lösung dieser Probleme. Die vorliegende Arbeit beinhaltet eine ausführliche Analyse des allgemeinen Verstärkerklystrons (Geschwindigkeits-modulation, Phasenfokussierung, Energieauskopplung, Strahlfokussierung) sowie den darauf aufbauenden zweidimensionalen Entwurf eines Bandstrahlklystrons geringer Betriebsspannung (Elektronenkanone, Resona-toren, Koppler, PPM-Fokussierung). Zum Studium des analytischen Teils werden nur wenige Spezialkenntnisse vorausgesetzt; der Leser sollte jedoch mit den Maxwellschen Gleichungen und Methoden zu deren Lösung vertraut sein.