Modélisation électromagnétique en présence de charges d’espace : application à l’étude de tubes électroniques de type magnétron

Electromagnetic modelisation in the presence of space charges : application to the study of electron devices of magnetron type

• Auteur / Autrice : Nicolas Faure
• Direction : Bernard Jecko, Philippe Lévêque
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique des hautes fréquences et optoélectronique. Communications optiques et micro-ondes
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modélisation tridimensionnelle

Magnétrons

Différences finies

Charge d'espace

Électromagnétisme

Mots clés libres

Bilan de puissance

FDTD (Finite Difference Time Domain )

PIC (Particle-In-Cell)

Résumé

Ce travail est basé sur la modélisation électromagnétique en présence de charges d’espace. Nous avons d’une part développé un code Particle-In-Cell cartésien avec un algorithme de type Finite Difference Time Domain. Après réalisation et validation d’un code PIC 2D sur une structure de type rising sun, nous avons étendu puis validé le code en 3D. D’autre part, nous avons étudié les aspects statique et électromagnétique inhérents au fonctionnement de tubes électroniques de type magnétron. Cette approche nous a permis de mieux cerner l’influence de divers éléments comme les straps et d’émettre in fine certaines règles pour facilité la synthèse de nouvelles sources. Cette étude permet de disposer de codes pour optimiser ou développer de nouvelles sources.

This work deals with electromagnetic modelisation in the presence of space charges. On the one hand, we developed a Particle-In-Cell code with an algorithm of the Finite Difference Time Domain type. After realisation and validation of a 2D PIC code on a rising sun structure, we extended then validated the code in 3D. In addition, we studied the inherent static and electromagnetic aspects in the electronics tubes of magnetron type operation. This approach allowed us best encircled influence of various elements like the straps and to emit at last certain rules to optimise the synthesis of new sources. This study makes it possible to have codes to optimise or develop new sources.