• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 1028-821X (Online)
ISSN 2415-3400 (Print)

ГРУППИРОВКА ЭЛЕКТРОНОВ В ГЕНЕРАТОРАХ ТИПА «КЛИНОТРОН». КЛИНОТРОН КАК УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Мильчо, МВ
Organization: 

Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
12, ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085, Украина
E-mail: astis@ire.kharkov.ua

https://doi.org/10.15407/rej2015.02.054
Язык: русский
Аннотация: 

Существует проблема создания удобных в эксплуатации и не особенно дорогих генераторов для освоения субмиллиметрового диапазона волн, особенно в его коротковолновой части. Генераторы типа лампы обратной волны (ЛОВ) дают хорошие результаты в длинноволновой части субмиллиметрового диапазона, однако при продвижении в коротковолновую часть диапазона возникают большие трудности. Существующие технологические возможности не позволяют получить необходимые для этого диапазона очень тонкие электронные пучки с большой плотностью тока. Значительно ослабить требования к электронным пучкам можно, используя умножители частоты. Для модуляции электронного пучка по плотности в умножителе частоты можно использовать генератор типа «клинотрон». В клинотроне широкий и сравнительно толстый ленточный электронный пучок направлен под малым углом к поверхности замедляющей системы и частично рассеивается на этой поверхности. Клинотрон обеспечивает выходную мощность на несколько порядков большую, чем обычные ЛОВ. Это важно для получения хорошей (глубокой) модуляции электронного пучка. Необходимо исследовать процесс группировки электронов в плотные сгустки в генераторах типа «клинотрон» и определить условия использования клинотрона для модуляции электронов по плотности в умножителях частоты. В работе проводится численное исследование группировки электронов в клинотроне с помощью разработанной нами ранее специальной программы, учитывающей специфику клинотронного режима. Исследуется трехмерное движение электронов в ограниченном (не бесконечном) фокусирующем магнитном поле. В результате численного исследования обнаружен эффект послойной группировки элект-ронов в клинотронных генераторах. Чем дальше расположен электронный слой от поверхности замедляющей системы, тем позже происходит группировка электронов в сгустки в этом слое. Показано, что подбирая режим работы клинотрона и угол наклона фокусирующего магнитного поля к поверхности гребенки, можно обеспечить формирование плотных электронных сгустков в части пучка уже за пределами замедляющей системы клинотрона, где должна быть расположена вторая замедляющая система, работающая в режиме отборника мощности. Таким образом, доказана возможность использования клинотрона при создании умножителей частоты.

Ключевые слова: группировка, клинотрон, умножитель частоты, численный счет, электроника

Статья поступила 24.03.2015
PACS 84.40.Fe
УДК 621.385.633
Radiofiz. elektron. 2015, 20(2): 54-60
Полный текст (PDF)
 

References: 
  1. Клинотрон / Г. Я. Левин, А. И. Бородкин, А. Я. Кириченко и др. / под ред. А. Я. Усикова. – К.: Наук. думка, 1992. – 200 с.
  2. Еремка В. Д. Умножители частоты с наклонным электронным потоком / В. Д. Еремка // Радиофизика и электрон.: сб. науч. тр. / Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. – Х., 2007. – 12, спец. вып. – С. 81–103.
  3. Еремка В. Д. Экспериментальное исследование миллиметрового умножителя частоты с высоким коэффициентом умножения / В. Д. Еремка, А. Я. Кириченко // Тр. ИРЭ АН УССР. – Х., 1970. – 18. – С. 138–148.
  4. Milcho M. V. Two-stage oscillators of submillimeter waves / M. V. Milcho, B. P. Yephimov, V. D. Yeryomka // Proc. SPIE. –  1994. – 2250. – . 235–236.
  5. АндрушкевичВ.С. Нелинейная теория клинотрона / В.С.Андрушкевич, Ю.Г.Гамаюнов, Е.В.Патрушева // Радиотехника и электрон. – 2010. – 55, №3. – С.355–361.
  6. АндрушкевичВ.С. Нестационарная теория клинотрона / В.С.Андрушкевич, Ю.Г.Гамаюнов, Е.В.Патрушева // Радиотехника и электрон. – 2011. – 56, №4. – С.493–499.
  7. ОдаренкоЕ.Н. Нелинейная теория неавтономных многомерных электронно-волновых систем миллиметрового диапазона (усилители и умножители) / Е.Н.Одаренко, А.А.Шматько // Успехи современной радиоэлектрон. – 2007. – №10. – С.33–45.
  8. МильчоМ.В. Учет трехмерного движения электронов в генераторах типа «клинотрон». Ч.1. Методика численного исследования / М.В.Мильчо // Радиофизика и       электрон. – 2010. – 1(15), №3. – С.83–91.
  9. Мильчо М.В. Учет трехмерного движения электронов в генераторах типа «клинотрон». Ч.2. Анализ реальных приборов / М.В.Мильчо // Радиофизика и электрон. – 2010. – 1(15), №4. – С.58–65.
  10. Особенности режимов работы генераторов типа «клинотрон» / М. В. Мильчо, Б. П. Ефимов, В. В. Завертанный, В. В. Гончаров // Радиофизика и электрон.: сб. науч. тр. / 10, № 3. – С. 435–440.
  11. Кириленко А. А. Анализ трехмерных замедляющих систем на основе метода обобщенных матриц рассеяния / А. А. Кириленко, С. Л. Сенкевич, С. А. Стешенко // Радиофизика и электрон.: сб. науч. тр. / Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. – Х., 2007. – 12, спец. вып. – С. 122–129.
  12. МильчоМ.В. Метод конформных отображений для расчета высокочастотных электромагнитных полей в замедляющих системах. Ч.1. Случай больших замедлений / М. В. Мильчо // Радиофизика и электрон.: сб. науч. тр. / 8, №1. – С.136–147.
  13. Мильчо М. В. Метод конформных отображений для расчета высокочастотных электромагнитных полей в замедляющих системах. Ч. 2. Электродинамические решения эквивалентные электростатическим / М. В. Мильчо // Радиофизика и электрон.: сб. науч. тр. / Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. – Х., 2003. – 8, № 2. – С. 259–268.
  14. Мильчо М. В. Метод конформных отображений для расчета высокочастотных электромагнитных полей в замедляющих системах. Ч. 3. Анализ конкретных систем / М. В. Мильчо // Радиофизика и электрон.: сб. науч. тр. / Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. – Х., 2003. – 8, № 3. – С. 374–385.