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

НОВЫЙ ТИП ЭЛЕКТРОННОГО ПРИБОРА – ГИРОТОН НА ГОФРИРОВАННОМ РЕЗОНАТОРЕ

Колосов, CВ, Кураев, АА, Зайцева, ИЕ
Organization: 

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
6, ул. П. Бровки, Минск, 220013, Беларусь

E-mail: kolosov@bsuir.by

Язык: русский
Аннотация: 

В статье описан новый тип электронного прибора – гиротон на гофрированном резонаторе. В данном приборе не происходит пространственная группировка электронного потока, однако имеется возможность достижения высокого коэффициента преобразования мощности электронного потока в мощность электромагнитной вращающейся волны. Прямолинейный на входе в прибор электронный поток за счет начального отклонения его от оси замедленной TM11-волны отдает свою продольную энергию этой же волне с КПД более 80 %. Описанный в статье метод сводит 3D-задачу к 1D-задаче, что повышает скорость и точность решения краевой задачи. Разработанная математическая модель является основой для компьютерной программы расчета и оптимизации процессов взаимодействия релятивистских электронных потоков с полями нерегулярных круглых волноводов Gyro-K, которая входит в программный комплекс КЕДР.
Разработанная математическая модель процессов взаимодействия релятивистского электронного потока с полями нерегулярных круглых волноводов и резонаторов позволяет провести теоретический анализ работы гиротона-генератора с гофрированным резонатором. Как результат, в статье продемонстрирована возможность обеспечения электронного КПД более 80 % и выходной мощности до 30 МВт для разработанной математической модели гиротона на гофрированном резонаторе. Ил. 9. Библиогр.: 22 назв.

Ключевые слова: гиротон, микроволновые приборы, нерегулярный волновод

Статья поступила в редакцию 29.06.2016
PASC 84.40.Ik
УДК 621.373
Radiofiz. elektron. 2017, 22(3): 37-46

Полный текст (PDF)

References: 
  1. Kolosov S. V., Kurayev A. A. Nonlinear radiation and conversion of longitudinal energy of relativistic electronic beam in the strong revolving electromagnetic. Radio Eng. Electron. (USSR). 1973. Vol. 18, N 12. P. 2558–2566.
  2. Kurayev A. A. To design the amplifier on relativistic electron beam with magnetic modulator. Radio Eng. Electron. (USSR). 1982. Vol. 27, N 6. P. 1231–1234.
  3. Kurayev A. A., Sinitsyn A. K., Slepyan A. Ya. Gyroton. Int. J. Electronics. 1996. Vol. 80, N 4. P. 603–610.
  4. Kolosov S. V., Kurayev A. A., Lavrenov A. A. Traveling wave gyroton with double mode operations. Third IEEE Int. Vacuum Electronics Conf. (IVEC-2002): proc. (Monterey, USA, April 23–25, 2002). P. 115–116.
  5. Kolosov S. V., Kurayev A. A. Nonlinear theory of gyroresonance devices with the irregular electrodynamic system. Elect-romagnetic waves and electronic systems. 1998. Vol. 3, N 1. P. 35–44.
  6. Kolosov S. V., Kurayev A. A., Lavrenov A. A. Influence of the space charge fields in traveling wave gyrotons. 14th Int. Crimean Microwave Conf. Microwave and Telecommunication Technology (CriMiCo 2004): proc. (Sevastopol, Ukraine, Sept. 13–17 2004). P. 608–609.
  7. Kolosov S. V., Lavrenov A. A. Traveling-Wave Tubes with a Combined Gyroresonance – Gyroton Interaction between E11 and H11 Waves and Spiralized Electron Beam in a Corrugated Waveguide. J. Communications Technology and Electronics. 2006. N 6. P. 693–699.
  8. Kolosov S. V., Kurayev A. A., Lavrenov A. A. Microwave Source with Goffered Cavity. Seventh IEEE Int. Vacuum Elect-ronics Conf. (IVEC-2006): proc. (Monterey, USA, April 25–27, 2006). P. 279–280.
  9. Kolosov S. V., Kurayev A. A., Lavrenov A. A. Microwave Generator on goffered Resonator. 16th Int. Crimean Microwave Conf. Microwave and Telecommunication Technology (CriMiCo 2006): proc. (Sevastopol, Ukraine, Sept. 11–15 2006). P. 247–248.
  10. Kaufman I., Oltman G. Harmonic Generation by Electron Beam Pattern Motion. IEEE Trans. Electron Devices. 1965. Vol. 12, Iss. 1. P. 31–39.
  11. Budker G. I., Karliner M. M., Makarov I. G., Morozov S. N., Nezhevenko O. A., Ostreiko G. N., Shekhtman I. A. Microwave electron discharge device. U. S. Pat. 3.885.193. 1975.
  12. Budker G. I., Karliner M. M., Makarov I. G., Morozov S. N., Nezhevenko O. A., Ostreiko G. N., Shekhtman I. A. The Gyrocon, a Highly Efficient Converter of Energy from Powerful Relativistic Beams for Microwave Supplies in Charged-Particle Accelerators. At. Energ. 1978. Vol. 44, N 5. P. 459–466.
  13. А. с. 1110335 СССР. Электронный прибор СВЧ-магникон / М. М. Карлинер, Е. В. Козырев, А. Ю. Максимов, О. А. Неже-венко, Г. Н. Острейко. 1986. Бюл. № 4, с. 281.
  14. Nezhevenko O. A. Gyrocons and Magnicons: Microwave Generators with Circular Deflection of the Electron Beam. IEEE Trans. Plasma Sci. 1994. Vol. 22, N 5. P. 756–772.
  15. Bratman V. L., Ginzburg N. S., Nusinovieh G. S., Petelin M. I., Yulpatov V. K. Cyclotron and Synchrotron masers, Relati-vistic UHF electronics. Gorkii: I. Appl. Ph. AS USSR, 1979. Vol. 1. P. 141–162.
  16. Sveshnikov A. G. Proof of the method of calculation of the propagation of electromagnetic oscillations in irregular waveguides. Comput. Math. Math. Phys. 1963. Vol. 3, N 2. P. 314–326.
  17. Ludeking, L., Smithe, D., Bettenhausen, M., Hayes, S. Magic User’s Manual. [pdf] Mission Research Corporation. Available from: http://www.dtic.mil/get-tr-doc/pdf?AD=ADA369169 [March, 1999].
  18. MAFIA, User’s Guide, Version 4.0, CST. GmbH, Darmstadt, Germany.
  19. Tarakanov V. P. User’s manual for Code KARAT. VA: Berkley Research Associates, 1992.
  20. Botton M., Antonsen T. M., Levush B., Nguyen K. T., Vlasov A. N. MAGY: a time-dependent code for simulation of slow and fast microwave devices. IEEE Trans. Plasma Sci. 1998. Vol. 26, Iss. 3. P. 882–892.
  21. Kravchenko V. F., Kurayev A. A., Pustovoit V. I., Sinitsin A. K. Irregular waveguide in UHF electronics. Electromagnetic waves and electronic systems. 2005. Vol. 10, N 8. P. 5158.
  22. Колосов С. В., Кураев А. А., Синицын А. К., Аксенчик А. В. Компьютерный программный комплекс КЕДР. Свидетельство о регистрации компьютерной программы № 384. Правообладатель Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники (БГУИР); заявл. 19.01.2012; внесена в реестр Национального центра интеллектуальной собственности РБ 07.02.2012.