KR101872112B1 - 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법 - Google Patents

고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법 Download PDF

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Abstract

최상의 전력변환 효율을 도모하도록 다중 셀 출력공진공동을 최적으로 설계할 수 있는 설계 방법을 제공해주는 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법에 관한 것으로서, 스캔할 변수와 스캔 간격 및 최대 스캔 인덱스를 결정하는 단계; 결정한 변수 및 간격 정보를 기초로 입력 화일을 작성하는 단계; 입력화일을 기초로 전산모사 코드를 이용하여 전산모사를 실행하는 단계; 전산모사를 실행한 결과를 기초로 다중 셀 출력공진공동 최적 설계를 위한 설계 변수를 결정하기 위한 분석 정보를 추출하는 단계; 분석 정보를 전력변환 효율의 극대화를 판단하기 위해 미리 설정된 기준 허용치와 비교하는 단계; 및 상기 분석 정보가 상기 기준 허용치 이내이면 결정한 변수를 다중 셀 출력공진공동 최적 설계를 위한 입출력 변수로 저장하는 단계를 포함하여, 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법을 구현한다.

Description

고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법 {Optimization design method of multi-cell output cavity for high-efficiency klystron}
본 발명은 고효율 클라이스트론(Klystron)을 위한 다중 셀(Multi-Cell) 출력공진공동(Output Cavity) 최적 설계방법에 관한 것으로, 특히 최상의 전력변환 효율을 도모하도록 다중 셀 출력공진공동을 최적으로 설계할 수 있는 설계 방법을 제공해주는 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법에 관한 것이다.
고 에너지를 갖는 전자빔을 만드는 장치인 고주파 전자가속기는 각종 산업분야를 비롯하여 의학분야, 방사광 연구분야 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.
이와 같은 고주파 전자가속기는 예를 들어 1,000㎒에서 20㎓ 사이의 공진 주파수에 가까운 주파수의 고주파(마이크로파) 공급원으로부터 공급되는 고주파 파워에 의해 여기 된다. 여기서 고주파 공급원으로는 마그네트론(Magnetron) 또는 클라이스트론(Klystron)이 이용된다.
고주파 공급원인 클라이스트론은 직진형과 반사형의 그 두 종류가 있다.
직진형은 전자총에서 나온 전자빔이 입력 공동(Input Cavity)을 통과할 때 고주파 전계에 의한 속도 변조를 받아 드리프트 공간을 진행하는 동안에 밀도 변조로 바뀌고, 출력 공동을 통과하여 컬렉터에 포착되어 출력으로 이루어지는 형태이다.
반사형은 전자 갭 간의 고주파 전압으로 속도 변조를 받아 리펠러(반사 전극)를 향해서 진행하는 동안에 집군 작용을 받는다. 리펠러에는 높은 음(-) 전압이 가해지고 있기 때문에 이들 전자는 반발되어 공동의 방향으로 되돌려지고, 그 사이에 다시 집군 작용이 이루어져서 공동에 이른다. 이 집군이 공동을 통과할 때 공동에 유기하는 고주파 전압이 왕로(往路)의 전자에 속도변조를 주는 전압과 동상이면 집군 작용은 한층 강력해져서 공동의 공진 주파수로 발진하는 형태이다.
이러한 클라이스트론은 출력 및 효율 향상을 위해 다중 셀 출력공진공동을 이용한다. 예컨대, 전자빔 감속을 통한 전력변환이 일어나는 출력공진공동을 여러 개의 셀로 다중화하여 전자빔 진행방향으로 확대 분포시킴으로써, 효과적인 전자빔 감속을 얻는다. 출력공진공동에 형성되는 전장강도를 낮추고, 냉각성능을 올려 높은 출력과 안정적인 작동을 도모하기 위해 다중 셀 출력공진공동을 이용한다.
다중 셀 출력공진공동을 이용한 클라이스트론에 대한 종래 기술이 하기의 <특허문헌 1> 및 <특허문헌 2> 에 개시되어 있다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 복수의 공동 셀을 가지는 출력 공동을 구비한 클라이스트론 장치로서, 공동 셀 간의 커플링이 좋고, 변형도 방지하며, 전자총부로부터의 전자빔과 공동 셀로 발생하는 전자계의 결합 계수를 최적으로 설정하여, 출력 공동의 공동 셀에서의 전자총부로부터 전자빔의 속도와 전자파의 속도를 일치할 수 있어 대전력에도 효율 좋게 대응하도록 한다.
<특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 음극과 양극 사이의 거리, DC 전기장의 세기, AC 전기장의 세기와 주파수를 조절하여 높은 주파수에서도 펄스 전자빔이 만들어지면서 전자빔이 스스로 뭉치는 현상을 발생시키는 RF 전자총과 이를 이용하여 펄스 전자빔을 생성시키는 방법과 상기 RF 전자총, 클라이스트론 및 선형가속기가 순차적으로 연결된 선형가속기 시스템을 제공한다.
특허문헌 1 ; 일본 특허공개 16253227호(2004.09.09. 공개)(클라이스트론 장치) 특허문헌 2 ; 대한민국 공개특허 10-2016-0049425호(2016.05.09. 공개)(펄스 전자빔을 방출하는 RF전자총과 선형가속기 시스템 및 이를 이용한 펄스 전자빔 생성방법)
그러나 상기와 같은 종래기술은 기본적인 전자파 모드만을 고려한 상태이므로, 달성할 수 있는 전력변환 효율에 한계가 있는 단점이 있다.
예컨대, π/2 모드만을 고려하여 각 셀의 공진 주파수를 모두 동일하게 설정함으로써, 전자 빔내 횡 방향 및 종 방향 위치별 전자 감속 정도 차이에 적절히 대응하지 못함으로써, 달성할 수 있는 효율이 제한되는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 최상의 전력변환 효율을 도모하도록 다중 셀 출력공진공동을 최적으로 설계할 수 있는 설계 방법을 제공해주는 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법은 (a) 스캔할 변수와 스캔 간격 및 최대 스캔 인덱스를 결정하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 결정한 변수 및 간격 정보를 기초로 입력 화일을 작성하는 단계; (c) 상기 작성한 입력화일을 기초로 전산모사 코드를 이용하여 전산모사를 실행하는 단계; (d)상기 전산모사를 실행한 결과를 기초로 다중 셀 출력공진공동 최적 설계를 위한 설계 변수를 결정하기 위한 분석 정보를 추출하는 단계; (e) 상기 (d)단계에서 추출한 분석 정보를 전력변환 효율의 극대화를 판단하기 위해 미리 설정된 기준 허용치와 비교하는 단계; (f) 상기 분석 정보가 상기 기준 허용치 이내이면 상기 (a)단계에서 결정한 변수를 다중 셀 출력공진공동 최적 설계를 위한 입출력 변수로 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법은 (g) 상기 (a)단계에서 설정된 최대 스캔 인덱스 이전에 분석 정보가 상기 기준 허용치를 초과하면 최적화 해당 입출력변수를 폐기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (b)단계 내지 (f)단계는 상기 (a)단계에서 미리 설정된 최대 스캔 인덱스만큼 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (a)단계의 최대 스캔 인덱스는 하기의 수식을 이용하여 결정하는 것을 특징으로 한다.
index = (i-1)*N2*N3+(j-1)*N3+k
여기서 스캔할 변수인 f1, f2, f3을 2600 ~ 3000MHz, 스캔 간격을 20MHz라고 가정한다.
아울러 N1 = (3000 - 2600)/20 + 1 = 21, N2 = (3000 - 2600)/50 + 1 = 21, N3 = (3000 - 2600)/50 + 1 = 21, i = f1의 스캔 인덱스(1 ~ N1), j = f2의 스캔 인덱스(1 ~ N2), k = f3의 스캔 인덱스(1 ~ N3)이다.
상기에서 (b)단계는 MATLAB 스크립트를 이용하여 입력화일을 작성하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (c)단계는 PIC코드의 일종인 FCI코드를 이용하여 전산모사를 실행하여 전자빔-공진공동 상호작용을 해석하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (c)단계의 전산모사는 다중 CPU 워크스테이션을 활용하여 병렬 계산을 수행하여, 전산모사 시간을 단축하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (d)단계의 분석 정보는 고주파 출력, 셀 전압 및 빔 손실 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (d)단계는 MATLAB 스크립트를 이용하여 분석 정보를 출력화일로 작성하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (d)단계의 설계 변수는 각 셀의 공진 주파수, 셀간 결합계수, 셀간 거리 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 클라이스트론에 사용되는 다중 셀 출력공진공동의 전자파 모드를 일반화함으로써, 전력변환 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
특히, 전력변환 효율을 극대화할 수 있는 설계 변수를 전산모사를 통해 자동으로 수행함으로써, 다중 셀 출력공진공동을 최적으로 설계하는 데 매우 유용함을 제공해주는 장점도 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 다중 셀 출력공진공동이 구비된 클라이스트론의 구조도,
도 2는 본 발명에 따른 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법을 보인 흐름도,
도 3은 본 발명에 따른 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법에 의해 수행된 설계 변수 스캔 결과도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 다중 셀 출력공진공동을 구비한 클라이스트론의 구조도이다.
본 발명이 적용되는 다중 셀 출력공진공동이 구비된 클라이스트론은 열전자 방출에 의해 전자빔을 생성하는 캐소드(Cathode, 열음극)(①), 입력 고주파 신호를 상기 전자빔에 결합하는 입력 공동(Input Cavity)(②), 상기 입력 공동(②)에서 결합된 전자빔 내 고주파 신호를 증폭하는 이득 공동(Gain Cavities)(③), 공간전하 효과(Space-Charge Effect)에 의한 전자빔 발산을 자장을 이용하여 억제하는 지속 전자석(Focusing Electromagnet)(④), 입력 공동(②) 및 이득 공동(③)에 의해 형성되는 고주파 전장에 의한 전자빔 속도변조(Velocity Modulation)가 밀도 변조(Density Modulation)로 변환되어 생성되는 전자 뭉치인 전자군(Electron Bunch)(⑤)을 포함한다.
또한, 다중 셀 출력공진공동이 구비된 클라이스트론은 출력 공동 직전에 위치하며, 상기 전자군(⑤)이 출력 공동에 도달하기 직전에 강력히 번칭(Bunching)시키는 출력전단 공동(Penultimate 공동)(⑥), 출력 공동을 다중 셀로 구현하는 경우 첫 번째 셀로서 출력공동 제2셀(⑧)과 고주파 결합하는 출력공동 제1셀(⑦), 출력 공동을 다중 셀로 구현하는 경우 두 번째 셀로서 출력공동 제1셀(⑦) 및 출력공동 제3셀(⑨)과 고주파 결합되는 출력공동 제2셀(⑧), 출력 공동을 다중 셀로 구현하는 경우 세 번째 셀로서 출력공동 제2셀(⑨)과 고주파 결합되는 출력공동 제3셀(⑨)을 포함한다. 여기서 출력공동 제1셀(⑦) 내지 출력공동 제3셀(⑨)을 다중 셀이라고 부르며, 다중 셀이 합해져 출력공동이 된다.
또한, 다중 셀 출력공진공동이 구비된 클라이스트론은 상기 출력공동을 통과한 전자빔을 포집하는 부분으로서, 출력공동에 미처 전달되지 않은 전자빔 운동에너지가 열에너지로 변환되어 소진되는 콜렉터(Collector(⑪)를 포함한다.
이렇게 구성되는 다중 셀 출력공진공동이 구비된 클라이스트론은 열음극(1)에서 생성된 전자빔이 전자총 양극을 지나며 가속되어 운동에너지를 얻게 된다. 이 전자빔은 전자석(④)에 의해 생성된 자기장에 의해 집속되어 드리프트관 내부를 전파해가며 입력 공동(②), 이득 공동(③)을 지나 전자군(⑤)을 형성한다. 이어, 출력 공동인 출력공동 제1셀(⑦) 내지 출력공동 제3셀(⑨)을 지나며 운동에너지가 고주파 에너지로 변환되고, 남은 운동 에너지는 콜렉터(⑪)에 포집되어 엘 에너지로 소진된다.
이러한 일반적인 다중 셀 출력공진공동이 구비된 클라이스트론에서, 본 발명은 출력 공동에서의 전자파 모드를 일반화하여 다양한 전자빔 조건에 최고의 전력변환 효율을 얻어내기 위해, 다중 셀 출력공진공동을 최적으로 설계하는 방법에 관한 것이다. 여기서 전자파 모드를 일반화한다는 의미는 기존 전자파 모드가 π/2로 고정되었으나, 본 발명에서는 이러한 고정된 모드를 이용하는 것이 아니고 다양한 전자빔 조건에서 전력변환 효율을 극대화하기 위해 전자파 모드를 최적화하는 것이다.
상기 전자파 모드의 최적화란 다양한 전자빔 조건에서 최대의 전력변환 효율을 얻기 위해, 다중 셀 출력공진공동의 각 셀의 공진 주파수, 셀간 결합계수, 셀간 거리 등의 설계변수들의 최적의 조합을 찾아내는 것을 의미하며, 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법을 보인 흐름도로서, S는 단계(step)를 나타낸다.
본 발명에 따른 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법은 (a) 스캔할 변수와 스캔 간격 및 최대 스캔 인덱스(index)를 결정하는 단계(S11), (b) 상기 (a)단계에서 결정한 변수 및 간격 정보를 기초로 입력 화일을 작성하는 단계(S12), (c) 상기 작성한 입력화일을 기초로 전산모사 코드를 이용하여 전산모사를 실행하는 단계(S13), (d)상기 전산모사를 실행한 결과를 기초로 다중 셀 출력공진공동 최적 설계를 위한 설계 변수를 결정하기 위한 분석 정보를 추출하는 단계(S14), (e) 상기 (d)단계에서 추출한 분석 정보를 전력변환 효율의 극대화를 판단하기 위해 미리 설정된 기준 허용치와 비교하는 단계(S15), (f) 상기 분석 정보가 상기 기준 허용치 이내이면 상기 (a)단계에서 결정한 변수를 다중 셀 출력공진공동 최적 설계를 위한 입출력 변수로 저장하는 단계(S17), (g) 상기 (a)단계에서 설정된 최대 스캔 인덱스 이전에 분석 정보가 상기 기준 허용치를 초과하면 최적화 해당 입출력변수를 폐기하는 단계(S16), (h) 스캔 인덱스가 최대 스캔 인덱스(N)인지를 확인하여, 최대 스캔 인덱스가 아닌 경우 인덱스를 "1" 증가시키고, 상기 단계 S12로 이동하며, 상기 스캔 인덱스가 최대 스캔 인덱스이면 설계변수 최적화 과정을 종료하는 단계(S18, S19)를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 단계 S11에서 스캔할 변수 및 스캔 간격, 그리고 최대 스캔 인덱스(=N)를 결정한다.
여기서 스캔할 변수는 각 셀의 공진 주파수로서 f1, f2, f3이라고 하며, 간격은 스캔 간격을 의미하고, 최대 스캔 인덱스는 스캔할 최대 횟수를 의미한다.
여기서 최대 스캔 인덱스는 하기의 [수학식 1] 을 이용하여 결정한다.
Figure 112016096398039-pat00001
상기 스캔할 변수인 f1, f2, f3을 2600 ~ 3000MHz, 스캔 간격을 20MHz라고 가정한다.
여기서 N1 = (3000 - 2600)/20 + 1 = 21, N2 = (3000 - 2600)/50 + 1 = 21, N3 = (3000 - 2600)/50 + 1 = 21, i = f1의 스캔 인덱스(1 ~ N1), j = f2의 스캔 인덱스(1 ~ N2), k = f3의 스캔 인덱스(1 ~ N3)이다.
따라서 최대 스캔 인덱스 값 N = N1 ×N2 ×N3 = 21 ×21 ×21 = 9261이 된다.
다음으로, 단계 S12에서 상기 단계 S11에서 결정한 변수 및 간격 정보를 기초로 입력화일을 작성한다. 여기서 입력화일은 MATLAB 스크립트를 이용하는 것이 바람직하다. 매트랩(MATLAB)은 MathWorks사에서 개발한 수치 해석 및 프로그래밍 환경을 제공하는 공학용 소프트웨어이다. 행렬을 기반으로 한 계산 기능을 지원하며, 함수나 데이터를 그림으로 그리는 기능 및 프로그래밍을 통한 알고리즘 구현 등을 제공한다.
입력화일을 작성한 후, 단계 S13에서는 상기 작성한 입력화일을 기초로 전산모사 코드를 이용하여 전산모사를 실행한다. 여기서 전산모사는 PIC 코드의 일종인 FCI코드를 이용하여 실행하며, 이러한 전산모사를 통해 전자빔-공진공동 상호작용을 해석할 수 있게 된다.
자동화된 FCI 전산모사를 통해 종래 수작업으로는 불가능했던 다차원 최적화가 가능하다. 예컨대, 3셀의 출력공진공동의 경우, 각 셀 공진 주파수 f1, f2, f3 및 셀간 결합계수 k12, k23의 5차원 변수 최적화가 가능하다. f1, f2, f3에 각각 21개의 스캔 스탭을 k12, k23에 각각 5개의 스캔 스탭을 둘 경우, 모두 21 ×21 ×21 ×5 ×5 = 231,525회의 전산모사가 필요하다. 1회의 전산모사에 대략 3분이 소요되므로 총 11,576시간(약 482일)이 소요된다. 이를 계산 전용 워크스테이션(예를 들어, 2x 제온 CPU)을 활용하면, 40중 병렬 계산이 가능하여 전산모사에 대략 12일 정도가 소요된다.
FCI 코드를 이용한 자동 전산모사를 수행하여 전자빔-공진공동 상호작용을 해석하고, 이어 단계 S14에서 상기 전산모사를 실행한 결과를 기초로 다중 셀 출력공진공동 최적 설계를 위한 설계 변수를 결정하기 위한 분석 정보를 추출한다.
여기서 분석 정보는 고주파 출력, 셀 전압 및 빔 손실 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 MATLAB 스크립트를 이용하여 분석 정보의 분석을 자동화하게 된다.
이어, 단계 S15에서 상기 추출한 분석 정보를 전력변환 효율의 극대화를 판단하기 위해 미리 설정된 기준 허용치와 비교한다. 여기서 기준 허용치는 실험을 통해 설정하는 것이 바람직하다.
다음으로, 단계 S16에서 설정된 최대 스캔 인덱스 이전에 분석 정보가 상기 기준 허용치를 초과하면 최적화 해당 입출력변수를 폐기하고, 설계변수 최적화 과정을 종료한다.
이와는 달리, 상기 분석 정보가 상기 기준 허용치 이내이면, 단계 S17로 이동하여 결정한 변수를 다중 셀 출력공진공동 최적 설계를 위한 입출력 변수로 저장한다.
다음으로, 단계 S18에서 스캔 인덱스가 최대 스캔 인덱스(N)인지를 확인하여, 최대 스캔 인덱스가 아닌 경우 단계 S19로 이동하여 인덱스를 "1" 증가시키고, 상기 단계 S12로 이동하여, 그 이하의 과정을 수행한다. 아울러 상기 스캔 인덱스가 최대 스캔 인덱스이면 설계변수 최적화 과정을 종료한다.
도 3은 본 발명에 따른 설계변수 최적화 설계 방법을 수행한 결과 도이다.
전자빔 조건으로서, 빔 전압 = 400kV, 빔 전류 = 500A, 입력 고주파 주파수 = 2856MHz, 입력 고주파 전력 = 300W로 설정하고, 본 발명의 최적화 설계 방법을 사용하여 설계변수를 최적화하였다. 그 결과 셀 공진 주파수(f5, f6, f7) = (2750, 2700, 2900) MHz에서 고주파 출력 = 120MW를 얻어, 효율 60%를 달성함을 알 수 있다. 기존 전자파 모드를 π/2로 고정한 경우, 효율이 43%이므로, 기존 대비 17% 전력변환 효율이 향상됨을 알 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
본 발명은 다중 셀 출력 공동을 이용한 클라이스트론에서 최적의 전력변환 효율을 갖는 다중 셀 출력공동 변수를 찾는 기술에 효과적으로 적용된다.
① : 캐소드(열음극)
② : 입력 공동
③ : 이득 공동
④ : 집속 전자석
⑤ : 전자군
⑥ : 출력전단 공동
⑦ - ⑨ : 출력공동 제1셀 내지 출력공동 제3셀
⑩ : 출력 도파관
⑪ : 콜렉터

Claims (10)

  1. 클라이스트론의 전력변환 효율을 높이기 위해 다중 셀 출력공진공동을 최적으로 설계하는 방법으로서,
    (a) 스캔할 변수와 스캔 간격 및 최대 스캔 인덱스를 결정하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계에서 결정한 변수 및 간격 정보를 기초로 입력 화일을 작성하는 단계;
    (c) 상기 작성한 입력화일을 기초로 전산모사 코드를 이용하여 전산모사를 실행하는 단계;
    (d)상기 전산모사를 실행한 결과를 기초로 다중 셀 출력공진공동 최적 설계를 위한 설계 변수를 결정하기 위한 분석 정보를 추출하는 단계;
    (e) 상기 (d)단계에서 추출한 분석 정보를 전력변환 효율의 극대화를 판단하기 위해 미리 설정된 기준 허용치와 비교하는 단계; 및
    (f) 상기 분석 정보가 상기 기준 허용치 이내이면 상기 (a)단계에서 결정한 변수를 다중 셀 출력공진공동 최적 설계를 위한 입출력 변수로 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법.
  2. 청구항 1에서, (g) 상기 (a)단계에서 설정된 최대 스캔 인덱스 이전에 분석 정보가 상기 기준 허용치를 초과하면 최적화 해당 입출력변수를 폐기하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법.
  3. 청구항 1에서, 상기 (b)단계 내지 (f)단계는 상기 (a)단계에서 미리 설정된 최대 스캔 인덱스만큼 수행하는 것을 특징으로 하는 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에서, 상기 (b)단계는 매트랩(MATLAB) 스크립트를 이용하여 입력화일을 작성하는 것을 특징으로 하는 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법.
  6. 청구항 1에서, 상기 (c)단계는 PIC코드의 일종인 FCI코드를 이용하여 전산모사를 실행하여 전자빔-공진공동 상호작용을 해석하는 것을 특징으로 하는 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법.
  7. 청구항 1에서, 상기 (c)단계의 전산모사는 다중 CPU 워크스테이션을 활용하여 병렬 계산을 수행하여, 전산모사 시간을 단축하는 것을 특징으로 하는 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법.
  8. 청구항 1에서, 상기 (d)단계의 분석 정보는 고주파 출력, 셀 전압 및 빔 손실 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법.
  9. 청구항 1 또는 청구항 8에서, 상기 (d)단계는 매트랩(MATLAB) 스크립트를 이용하여 분석 정보를 출력 화일로 작성하는 것을 특징으로 하는 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법.
  10. 청구항 1에서, 상기 (d)단계의 설계 변수는 각 셀의 공진 주파수, 셀간 결합계수, 셀간 거리 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 클라이스트론을 위한 다중 셀 출력공진공동 최적 설계방법.
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