Богдашів А. А., Денисов Г. Г., Родін Ю. В. Інститут прикладної фізики РАН вул. Ульянова, д. 46, Нижній Новгород – 603950, Росія Тел.: +7 (8312) 164736; e-mail: bogdash@sandy.ru

Анотація – Розглянуто методи перетворення робочої моди гіротрона в Гаусів хвильової пучок. Представлені експериментальні результати щодо порушення моди ТЕ12.5 (84ГГц) круглого хвилеводу, а також вимірювання параметрів хвильового пучка на виході перетворювача на малому рівні потужності.

I. Вступ

Puc. 5. Виміряна амплітуда і реконструйована фаза вихідного пучка (без перетворювача). Зміст гауссовой компоненти 82%.

Fig. 5. Measured amplitude and reconstructed phase of output beam (without converter).

Gaussian percentage is 82

Фаза поля хвильового пучка реконструйована за вимірюваннями інтенсивності поля в трьох перерізах [7]. Використання вбудованого в гіротрон волноводного перетворювача дозволяє підвищити гауссових зміст у вихідному хвильовому пучку з 82% до 97.5%. Подальше шляхи підвищення ефективності гіротронних перетворювачів, мабуть, пов’язані з використанням складних профілів як самого перетворювача, так і фазових коректорів після нього. На підставі отриманих результатів ведеться розробка промислового гіротрона.

III. Висновок

В даному доповіді представлені результати по розробці високоефективного перетворювача вищої моди круглого хвилеводу в моду найпростішої структури, гаусів хвилевої пучок. За допомогою спеціально розробленого резонансного збудника моди ТЕ12.5 виконані вимірювання ефективності перетворювача на малому рівні потужності. Зміст гауссовой компоненти в измеренном хвильовому пучку склало 97.5%. Встановлено, що можлива високоефективна робота перетворювача на ряді мод в смузі збудження резонатора.

IV. Список літератури

[1] Денисов Г. Г., заспівувачем В. Е “Литвак А. Г., Мясников

В. Е. Гіротрони мегаватного рівня потужності для систем електронно-циклотронного нагріву і генерації струму в установках УТС / / Изв. вузів. Радіофізика. 2003. Т.46, № 10, С.845-858.

[2] Власов С. Н “Орлова І. М. квазіоптичні перетворювач хвиль хвилеводу круглого перерізу в вузьконаправлений хвильової пучок / / Известия вузів. Радіофізика. 1974. Т. 17, № 1. С. 148-154.

[3] Bogdashov A. A., Chirkov А. V., Denisov G. G. etal. Mirror Synthesis for Gyrotron Quasi-Optical Mode Converters / / Int. J. of Infrared and Millimeter Waves. 1995, V.16, No.4,

pp.735-744.

[4] Виноградов Д. S., Денисов Г. Г., Петелин

М. І. Ефективне перетворення вищих хвилеводних хвиль в хвилі відкритих дзеркальних ліній передачі / / Праці 10 школи-семінару з дифракції та поширення хвиль. М.: ІІРФ. Москва, 1993. С. 96-128.

[5] Каценеленбаум Б. 3. Теорія нерегулярних хвилеводів з повільно-мінливими параметрами. М.: АН СРСР, 1961. 216 с.

[6] Alexandrov N. L., Denisov G. G., D. R. Whaley, M. Q. Tran Low-power excitation of gyrotron-type modes in a cylindrical waveguide using quasi-optical techniques. Int. J. Electronics,

1995, Vol. 79, No. 20, pp.215-226.

[7] A. V. Chirkov, G. G. Denisov, N. L. Alexandrov \\ Optics Communication, Vol.115, 1995, pp.449-452.

HIGH-EFFICIENT CONVERTERS OF CIRCULAR WAVEGUIDE HIGER MODE TO THE MODE OF SIMPLEST STRUCTURE

Bogdashov A. A., Denisov G. G., Rodin Y. V.

Institute of applied physics (IAP RAS)

46, Ulyanov st., Nizhny Novgorod – 603950,Russia

phone: (8312) 164736, e-mail: bogdash@sandy.ru

Abstract – The techniques for gyrotron operation mode conversion into the Guassian-like wave beam are considered. Experimental results are presented on excitation the TE12.5 mode (84 GHz) of circular waveguide, and also on measurement of the wave beam parameters at the converter output when operating with small level of electromagnetic power. The conversion efficiency is measured to be 97.5%.

I.  Introduction

Gyrotron is the most powerful CW mm-wavelength source of electromagnetic waves having megawatt output power [1]. It is widely used for technological applications and also in experiments on electronic-cyclotron (EC) plasma heating. A decrease in diffraction loss (scattered radiation) inside the device is obtained by conversion the operational gyrotron mode to the wave of simplest structure (Gaussian wave beam) using quasi-optical techniques and waveguide converter and system of phase correctors (quasi-optical reflectors) [2,3].

II.  Main part

To control thermonuclear synthesis (TNS) the gyrotrons generate megawatt output power in 80-170 GHz frequency band on high-order modes of circular waveguide (for instance, TE12.5, TE12.10, and TE31.8. The gyrotron operating mode transformation to the Gaussian wave beam with maximum efficiency is obtained by preliminary formation in the radiator aria the special mode mixture, having Gaussian structure [4].

III.  Conclusion

Using the resonant exciter of TE12.2 mode the percentage od Gaussian component in wave beam is measured to be 97.5%. Further experiments are planned with TE25.10 mode for 170 GHz ITER gyrotron.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»