Дослідження та проектування відбірника потужності електровакуумного помножувача частоти субміліметрового діапазону

Предмет і мета роботи. Зараз існує проблема створення зручних для експлуатації генераторів для освоєння короткохвильової частини субміліметрового діапазону хвиль. У генераторах типу ЛЗХ та клинотронах при скороченні довжини хвиль зростають труднощі, що пов’язані із зменшенням розмірів систем сповільнення хвиль та зростанням вимог до якості електронних потоків. Ці вимоги можнливо значно послабити при використанні помножувачів частоти. У статті описано числове дослідження роботи відбірника потужності у електровакуумних помножувачах частоти субміліметрового діапазону хвиль. Мета цих досліджень – оцінка вихідної потужності, яку можливо досягти у таких помножувачах частоти.

Методи та методологія роботи. Для обчислення ККД відбірника потужності проведено аналіз тривимірного руху електронних ущільнень у заданому електромагнітному полі хвилі, що біжить у системі для сповільнення хвиль типу «гребінка». Для числового аналізу використано програму «Клинотрон», яку ми розробили раніше. Для опису розподілу у просторі напруженості електричного поля використано строгий аналітичний метод конформних відображень. При цьому, в аналітичних виразах враховано одразу усі просторові гармоніки поля, і строго описано сингулярність поля поблизу ребер гребінки.

Результати роботи. Проведено числове дослідження впливу параметрів відбірника потужності на вихідні параметри помножувача. Визначені режим та конструктивні параметри відбірника потужності помножувачів частоти для діапазонів хвиль   0,5 мм и   0,3 мм.

Висновок. Проведене дослідження показало, що при наших технологічних можливостях цілком реально створити помножувачі частоти в діапазонах хвиль   0,5…0,3 мм з вихідною потужністю порядку десятків міліват. Необхідна також оптимізація модулятора та секції для групування електронних ущільнень у помножувачі частоти.