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

ГРУПУВАННЯ ЕЛЕКТРОНІВ У ГЕНЕРАТОРАХ ТИПУ «КЛИНОТРОН». КЛИНОТРОН ЯК ПОМНОЖУВАЧ ЧАСТОТИ

Рубрика: 
ВАКУУМНА ТА ТВЕРДОТІЛЬНА ЕЛЕКТРОНІКА
Мільчо, МВ
Organization: 

Інститут радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України
12, вул. Акад. Проскури, Харків, 61085, Україна
E-mail: astis@ire.kharkov.ua
https://doi.org/10.15407/rej2015.02.054
Мова: російська
Анотація: 

Існує проблема створення зручних в експлуатації та не особливо дорогих генераторів для освоєння субміліметрового діапазону хвиль, особливо у його короткохвильовій частині. Генератори типу лампи зворотної хвилі (ЛЗХ) дають гарні наслідки у довгохвильовій частині субміліметрового діапазону, однак при просуванні в короткохвильову частину діапазону з’являються великі труднощі. Існуючі технологічні можливості не дозволяють отримати необхідні для цього діапазону дуже тонкі електронні пучки з великою густиною струму. Значно послабити вимоги до електронних пучків можна, якщо використовувати помножувачі частоти. Для модуляції електронного пучка за густиною у помножувачах частоти можливо використати генератор типу «клинотрон». У клинотроні широкий та порівняно товстий електронний пучок спрямовано під малим кутом до поверхні системи для сповільнення хвиль. Пучок частково розсіюється на цій по-верхні. Клинотрон забезпечує вихідну потужність на декілька порядків більшу, ніж звичайні ЛЗХ. Це важливо для отримання доброї (глибокої) модуляції електронного пучка. Необхідно дослідити процес групування електронів у щільні згустки у генераторах типу «клинотрон» та визначити умови використання клинотронів для модуляції електронів за густиною у помножувачах частоти. У роботі проведено числове дослід-ження групування електронів у клинотроні за допомогою спеціальної програми, яку ми розробили раніше для врахування специфіки клинотроного режиму. Досліджується тривимірний рух електронів в обмеженому (не безкінечному) магнітному полі. У результаті числового дослідження було виявлено ефект пошарового групування електронів у клино-тронних генераторах: чим далі розташований шар електронів від поверхні системи для уповільнення хвиль, тим пізніше відбувається групування електронів у згустки в цьому шарі. Показано, що добираючи режим роботи клинотрона та нахил фокусуючого магнітного поля до поверхні гребінки, можна забезпечити формування щільних електронних згустків у частині пучка вже за межами уповільнюючої системи клино-трона, де має бути розташована друга уповільнюючи система, яка працює в режимі відбирача потужності. Таким чином, доведено можливість використовувати клинотрон при створенні помножувачів частоти.
Ключові слова: групування, електроніка, клинотрон, помножувач частоти, числовий рахунок

Стаття надійшла 24.03.2015
PACS 84.40.Fe
УДК 621.385.633
Radiofiz. elektron. 2015, 20(2): 54-60
Повний 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.