Колосов с В, Кураєв А А, Лавренов А А

Білоруський державний університет інформатики і радіоелектроніки вул П Бровки, 6, Мінськ, 220027, Білорусь Тел (375-17) 239-89-95, e-mail: kolosov@bsuirunibelby

Анотація – У доповіді наводяться результати дослідження мікрохвильового генератора з прямолінійним на вході електронним пучком і гофрованим резонатором Такий гіротон може забезпечити перетворення енергії електронного потоку в енергію електромагнітної хвилі з ККД 81%

I Введення

Основи нелінійного випромінювання і перетворення дрейфовой енергії релятивістського електронного потоку в потужну обертову електромагнітну хвилю наведені в [1] Використання обертових хвиль привело до створенню спочатку гіроконов, а потім магніконов [2] Принцип роботи гіротона біжучої хвилі викладено в [3, 4] У таких приладах відсутній просторова угруповання електронного потоку У прилад входить прямолінійний електронний потік, який під обертається хвилі отримує кругову розгортку і фази електронних траєкторій конгруентний

В роботі [4] був досліджений тільки режим біжучих хвиль у двох хвильовому наближенні У даній роботі ми привели результати більш детального дослідження гіротона на гофтірованном резонаторі [7]

Рівняння описують процеси взаємодії електронного потоку з електромагнітними хвилями в нерегулярному хвилеводі наведені в [5] Для розвязання виникаючої при цьому крайової задачі був використаний метод блокової матричної прогонки

II Результати обчислень

Схема пристрою горотона наведена на рис1 У відмінності від гіротона з [4], де поширювалися дві хвилі TMii і TEii, в даному випадку на виході приладу растпостраняется тільки одна хвиля ТЕЦ, всі інші хвилі є закритичних Амплітуда гофра резонатора була обрана так, що всередині порожнин гофра резонувала хвиля ТМЦ, яка і визначала ефективність роботи приладу

Рис 11-профіль резонатора, 2 – електронний потік

Fig 11- Resonator profile, 2- electron flow

Параметри електронного потоку і геометричні розміри резонатори були наступними: прискорює напруга – Vo = 445Kb, струм – 1о = 7А, довжина – Ι = ί2π/λο = 25, внутрішній радіус

гофрованого хвилеводу 9ι = Γι · 2π/λο = 292, амплітуда гофра – 92 = Γ2 · 2π/λο = 2047, радіус

вихідного хвилеводу – дз = 191, число ребер гофра – п = 14, значення магнітостатіческого поля

Розподілу амплітуд електромагнітних полів уздовж осі резонатора наведені на рис2

Fig 2 1 – wave amplitudes, 2 – efficiency, 3 – resonator profile g = r/ Aq

ККД такого гіротона досягає 81% На малюнку можна виділити 5 груп здвоєних резонансів, в яких найбільшу амплітуду має хвиля ТМЦ Біжучий вправо складова цієї стоячої хвилі відіграє основну роль в досягненні такого високого ККД гіротона на гофрованому резонаторі

Електродинамічна добротність такого гофрованого резонатора досягає значення 5250, що дозволяє зменшити робочий струм до 7 ампер У теж час діаметр електронного потоку на вході може досягати D <1. Більш широкий потік вже буде призводити до токооседанію на вихідному звуженні резонатора. Було проведено вивчення частотних характеристик цього гофрованого резонатора в більш широкій смузі частот до 10%. Частотна характеристика такого резонатора для суми квадратів амплітуд хвиль з постійним хначеніем вхідний хвилі ТЕЦ показана на ріс.З.

Рис 3

Fig 3

Як випливає з рис 3, всі резонанси мають істотно меншу добротність в порівнянні з основним резонансом і тому їх вплив на електронний потік ніяк не позначається на процеси, що відбуваються на основному резонансі

Рис 2 1 – амплітуди хвиль, 2 – ККД, 3 – профіль резонатора g = г / Aq

Вплив полів просторового заряду в гіротонах незначно, т к в таких приладах не відбувається просторова угруповання електронного потоку [6] У розрахунках враховувалося вплив 32 хвиль з азимутним індексом 1

III                                  Висновок

Гіротон на гофрованому резонаторі може забезпечувати електронний ККД до 81% Застосування гофрованого резонатора дозволяє істотно зменшити робочий струм електронного потоку і в вихідному хвилеводі поширюється тільки одна хвиля – ТЕЦ

IV                           Список літератури

[1] Колосов С В, Кураєв А А Нелінійне випромінювання і перетворення дрейфовой енергії релятивістського електронного потоку в потужних обертових електромагнітних полях / / Радіотехніка та електроніка, М 1973, т18, № 12, с2558-2566

[2] КагНпег М М et al, The magnicon – an advanced version of the gyrocon if Nucl Physics and Methods in Physics Res Sec A, 1988, v269, issue 3, p459-473

[3] Kurayev A A, Sinitsyn A K, Slepyan A Ya, Gyroton // Int

J Electronics, 1996, v80 No4, p603-610

[4] Kolosov S V, Kurayev A A, Lavrenov A A, Traveling wave gyroton with double mode operations if IVEC-2002, p115-116

[5] Колосов С В, Кураєв А А Нелінійна теорія гіротронов з нерегулярними електродинамічними системами / / Електромагнітні хвилі і електродинамічні системи, М, 1998, тз, № 1, с35-44

[6] Kolosov SV, Kurayev А А, Lavrenov А А Influence of the space charge fields in traveling wave gyrotons / / CriMiCo-2004, p608-609

21       Kolosov S V, Kurayev A A, Lavrenov A A Gyroton on goffered cavity// IVEC-2005, Netherland, Noordwijk, 19April, p269-270

MICROWAVE SOURCE WITH CORRUGATED CAVITY

Kolosov S V, Kurayev A A, Lavrenov A A

Byelarusian State University of Informatics and Radioeiectronics P Brovka str, 6, Minsk, 220027, Byeiarus Ph: +375-17 239-84-98 e-mail: Kolosov@bsuirunibelby

Abstract – The results of investigation of microwave generator with the corrugated cavity are presented Gyroton on the corrugated resonator makes it possible to achieve 81 % efficiency

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р