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

НОВИЙ ТИП ЕЛЕКТРОННОГО ПРИЛАДУ - ГІРОТОН НА ГОФРОВАНОМУ РЕЗОНАТОРІ

Рубрика: 
ВАКУУМНА ТА ТВЕРДОТІЛЬНА ЕЛЕКТРОНІКА
Колосов, CВ, Кураєв, АА, Зайцева, ІЄ
Organization: 

Білоруський державний університет інформатики і радіоелектроніки
6, вул. П. Бровки, Мінськ, 220013, Білорусь
E-mail: kolosov@bsuir.by
https://doi.org/10.15407/rej2017.03.037
Мова: російська
Анотація: 

У статті описаний новий тип електронного приладу - гіротон на гофрованому резонаторі. У даному приладі не відбувається просторове групування електронного потоку, однак є можливість досягнення високого коефіцієнта перетворен-
ня потужності електронного потоку на потужність електро-магнітної хвилі, що обертається. Прямолінійний на вході у прилад електронний потік за рахунок початкового відхилення його від осі сповільненої TM11-хвилі віддає свою подовжню енергію цій же хвилі з ККД більше 80 %. Описаний в статті метод зводить 3D-задачу до 1D-задачі, що підвищує швидкість і точність розв’язання крайової задачі. Розроблена математична модель є основою для компʼютерної програми розрахунку та оптимізації процесів взаємодії релятивістських елект-ронних потоків з полями нерегулярних круглих хвилеводів Gyro-K, яка входить до програмного комплексу КЕДР.
Розроблено математичну модель процесів взаємодії релятивістського електронного потоку з полями нерегулярних круглих хвилеводів і резонаторів, яка дозволяє виконати теоретичний аналіз роботи гіротона-генератора з гофрованим резонатором. Як результат, в статті продемонстровано можливість забезпечення електронного ККД більше 80 % і вихідної потужності до 30 МВт для розробленої математичної моделі гіротона на гофрованому резонаторі.
Ключові слова: гіротон, мікрохвильові прилади, нерегулярний хвилевід

Стаття надійшла до редакції 29.06.2016
PASC 84.40.Ik
УДК 621.373
Radiofiz. elektron. 2017, 22(3): 37-46

Повний 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. 51–58.
  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.