Таблиця 10 Table 10

Параметри

Розрахунок

Експеримент

Робочий струм / д, А

6,58

6,5

Вихідна потужність кВт

25

20

ККД η,%

26,7

20

Рис 22 Початкова стадія динаміки вторічноеміссіонного розмноження електронів при стимулюванні ВЕЕ первинними електронами: а) з лезвийного ПЕ б) з острійного ПЕ

Fig 22 Initial stage in dynamics of electrons secondary-emission propagation at stimulation by primary electrons: a)

from the blade-shaped FE b) from the spiked FE

За допомогою 3-D математичного моделювання протестовані характеристики також 30-резону-торного коаксіального магнетрона сантиметрового діапазону з холодним ВЕК і ПЕ первинних електронів [26] Моделювання динаміки процесу вто-річно-електронного розмноження у разі застосування схем конструкції холодного катода (рис 4, рис 20) здійснено за умов, коли не враховується нерівномірність електростатичного поля вздовж осі холодного катода, і плоскі кільця 1 елементів ПЕ передбачаються «прозорими»

На рис 22, а показана динаміка процесу ВЕР на початковій стадії для схеми холодного катода, показаної на рис4 При таких схемах конструкції холодного катода в процесі ВЕР і формування електронної втулки беруть участь первинні електрони, тунелювати з елементів 1 ПЕ під невеликим кутом до осі катода Ці електрони переміщаються по епіцікпоідам малої амплітуди практично уздовж ліній паралельних робочої поверхні елементів ВЕК Досягаючи торців анода, первинні електрони (Автоелектронний) потрапляють в неоднорідне електричне поле і бомбардують кінцеві області ВЕЕ, запускаючи процес вторічноелектронного розмноження (рис 22, а)

Кінцеві області ВЕЕ вносять вклад у процес вторинно-електронного розмноження при порівняно невеликій щільності просторового заряду (ППЗ) в просторі взаємодії магнетрона При збільшенні ППЗ в процес вторинно-електрон-ного розмноження лавиноподібно включається вся робоча поверхня ВЕЕ

На рис 22, б представлена ​​динаміка процесу ВЕР на початковій стадії для конструкції холодного катода, схематично показаної на рис20 Відмінність динаміки процесу вторинно-електронного розмноження в початковій стадії можна пояснити тим, що такий холодний катод забезпечує процес формування електронної втулки за більш короткий відрізок часу (менше 200 цікпотронних періодів) Це обумовлено тим, що внаслідок різниці потенціалів між елементами 3 ПЕ і шаром

4 ВЕЕ всі електрони, тунелювати з елементів 3 ПЕ, беруть участь в процесі вторічноелектронного розмноження

Результати моделювання динаміки вторічноелектронного розмноження в магнетронах з холодними катодами, виконаними у відповідності зі схемами, показаними на рис4 і на рис 20, збігаються на стадіях угруповання (Рис22, а б) і переходу до режиму генерації

Результати 3-D моделювання магнетрона з холодним ВЕК показують також, що на динаміку вторинно-електронного розмноження впливає величина кута падіння первинних електронів на поверхню ВЕЕ

Результати розрахунку по 3-D моделі: вихідна потужність Р = 8,48 кВт при контурному ККД 77 ^, ~ 0,8,

анодном струмі = 5 А, імпульсі анодної напруги у вигляді тандему імпульсів – допоміжного імпульсу тривалістю 0,2 мкс і амплітудою 5 кВ

і робочого імпульсу Uq = 8 кВ тривало

стю г = 70 НС, ККД η = 21,2%

Дані розрахунків робочого струму, вихідної потужності і ККД мають гарне відповідність даним вимірювань

У процесі випробувань серійних магнетронов мала місце надійна генерація стабільних коливань У режимі коротких імпульсів КМ забезпечував при магнітному полі В = 0,5 Тл, анодном струмі 1 ^ = 5,7 А, амплітуді анодного напруги Uq = 8 кВ, тривалості імпульсів г = (50 – 70) НЕ вихідну імпульсну потужність Р = 8 кВт при ККД η близько 20% на частоті вихідного сигналу 9,4 ГГц .

Результати 3-D моделювання дозволили оптимізувати геометрію елементів ПЕ в промисловому зразку магнетрона [26] (рис 18)

53 Дрейфово-орбітальні резонанси в магнетронах міліметрового діапазону з холодним ВЕК

До теперішнього часу не створена фізична і математична моделі процесу електронноволнового взаємодії в схрещених полях, «класичних» і «некласичних» магнетронов міліметрового діапазону хвиль які логічно пояснювали б суттєва відмінність геометрії просторів взаємодії, основних параметрів і режимів роботи

У ряді робіт до уваги приймається взаємодія електронного потоку з першої негативної просторової гармонікою коливань л/2- виду високочастотного поля з урахуванням впливу інших гармонік [54-57] Створена 2-D модель елек-тронному-хвильової взаємодії в магнетронах з холодним ВЕК магнетронов міліметрового діапазону хвиль, що працюють на просторових гармоніках [56], ймовірно, не може бути застосована для аналізу взаємодії електронів і хвиль в інших типах «некласичних» магнетронов У деяких роботах аналізуються тільки режими «слабких полів» [66, 67] Ці приватні підходи, на жаль, не враховують типологічну єдність «некпассіче-ських» магнетронов міліметрового діапазону хвиль

У роботах [68-77] зроблена спроба аналізу процесів у магнетронах міліметрового діапазону хвиль зі «слабкими полями» і в магнетронах на просторових гармоніках на основі параметрів, характерних для цих генераторів А саме, на основі величин їх схрещених статичних електричного і магнітного полів, як параметрів і ознак, які відображають типологічну єдність таких приладів

Проведено порівняння розрахункових даних, отриманих за допомогою побудованої теоретичної моделі дрейфово-орбітальних резонансів у МБК міліметрового діапазону хвиль з холодним ВЕК з результатами експериментальних досліджень зразків МБК з холодним катодом, що працюють на просторових гармоніках (табл 11)

На основі результатів порівняння зроблено за-кпюченіе про ймовірне механізмі взаємодії електронних потоків і електромагнітних хвиль у МБК міліметрового діапазону хвиль в режимі першої гармоніки п = \ нізкоорбітного дрейфовоорбітального резонансу (рис 24, 25)

У режимі дрейфово-орбітальних резонансів існує певний мінімальний потенціал Uw, необхідний для формування електронного потоку з параметрами оптимальними для забезпечення ефективного електронно-хвильового взаємодії

Таблиця 11

Table 11

п / п

Число

резону

торів,

N

Число варіацій ВЧ поля,

Р

Діаметр

анода,

, Мм

Діаметр

катода,

, Мм

dc

σ=——

da

Робоча напруга, кВ

Робоче магнітне поле, Г

Максимальний ККД,%

Довжина хвилі, мм

1

24

18(19)

3,3

1,7

0,515

18(15)

0,75

10

3,1

2

20

15

3,6

2

0,56

18,7

0,81

7

4,1

Робочі точки всіх «некласичних» магнетронов (що працюють як в режимі «слабких полів», так і на «просторових гармонік») знаходяться поблизу кривих, відповідних нізкоорбітним дрейфовоорбітальним резонансам (рис 24, рис 25) [76]

При цьому вони потрапляють в діапазон значень, що задається умовою Ua> U . На рис34 трикутником позначений режим роботи експериментального макета МБК на хвилі 3,1 мм (табл11) на першому гармоніці дрейфово-орбітальної резонансу

На рис 25 трикутником позначений режим роботи експериментального макета МБК, що генерує на хвилі 4,1 мм (табл 11) на перший гармоніці дрейфово-орбітального резонансу

В основі принципу роботи «некпассіческіх» магнетронов міліметрового діапазону хвиль, ймовірно, лежить дрейфово-орбітальний резонанс при взаємодії в нізкоорбітном режимі (режим сформованих «спиць») [73]

6 Застосування магнетронов з холодним катодом

Магнетрони і в даний час залишаються затребуваними приладами Дослідження, розробка і створення магнетронов з холодним ВЕК проводяться в країнах з високорозвиненою електронної промисловістю Прилади М-типу, в тому числі магнетрони міліметрового діапазону хвиль знаходять широке застосування в сучасних радіосистемах За даними фірми Varian (нині CPI) в активних системах наведення ракет дальнього і середнього радіусу дії в кінці XX століття було застосовано більше 20000 магнетронов

Рис 24 Залежність і ^ {ь) прир = 18: для

«Класичних» магнетронов (пряма пунктирна лінія) для дрейфово-орбітальних режимів (безперервні криві) (Штрихова крива – Халловская парабола відсічення при σ = 0,515)

Fig 24 Dependence u^(b^ at p =18 for conventional

Puc 25 Залежність u ^ (b ^ пріp = 15 і σ = 0,56: позначення me ж, що і на рис 24

Fig 25 Dependence u^(b) at p =15 for conventional

magnetrons (dashed straight line) and for drift-orbital modes (continuous curves) (Dashed curve is the Hull cutoff parabola witha =0515)

magnetrons (dashed straight line) and for drift-orbital modes (continuous curves) (Dashed curve is the Hull cutoff parabola with σ =056)

За останні два десятиліття великий розвиток отримали РЛС міліметрового діапазону різного призначення, зокрема, радари попередження зіткнень транспортних засобів, огляду територій повітряних і морських портів, метеорологічні радари, радари систем управління високоточною зброєю

Як правило, до таких засобів предявляються вимоги високої роздільної здатності та точності, а в ряді застосувань також малих габаритів та ваги При вирішенні багатьох завдань ці вимоги можна задовольнити, якщо в якості джерел електромагнітного випромінювання застосувати імпульсні магнетрони міліметрового діапазону хвиль Проблемою тут є вкрай обмежений вибір магнетронов, надійно працюють в короткохвильового області міліметрового діапазону Вище в розділі

3 коротко описані результати робіт, виконаних в РІ НАНУ з метою створення параметричного ряду імпульсних МБК короткохвильової частини міліметрового діапазону для радарних систем нового покоління [21-24, 58] У процесі виконання цих робіт було вирішено завдання по створенню ряду порівняно недорогих магнетронов міліметрового діапазону хвиль, які мають досить широкими функціональними можливостями, відрізняються рівнем потужності вихідного сигналу, мають невелику вагу і габарити, а також порівняно невисока анодна напруга

Однією з особливостей застосування магнетронів в РЛС міліметрового діапазону є робота в режимі високих частот повторення імпульсів при малій їх тривалості При цьому коефіцієнт заповнення виявляється досить високим Останньому вимогу особливо важко задовольнити в магнетронах короткохвильової частини міліметрового діапазону через двох особливостей генераторів М-типу, згаданих на початку статті Перехід до режиму взаємодії з просторовою гармонікою не завжди дозволяє забезпечити прийнятні умови для роботи термоелектронного катода У процесі експериментальних досліджень показано, що при коефіцієнтах заповнення близько 0,001 потужність зворотного бомбардування може бути рівної і навіть перевершувати потужність розжарення в магнетронах з основним термоелектронним катодом, що тягне за собою істотне скорочення терміну служби генератора

На основі ряду МБК з холодним ВЕК трьохміліметрового діапазону, що працюють у режимі просторової гармоніки в 1995-2005 рр. в Україні створено ряд передавачів для РЛС високого дозволу міліметрового діапазону хвиль [23, 24]

Рис 26 а) Фото МПВ 8-міліметрового діапазону з ДТК, холодним ВЕ і рідинним охолодженням б) фото МПВ 3-міліметрового діапазону з ДТК, холодним ВЕК і повітряним охолодженням

Fig 26 а) Photo of а 8-millimeter wave range SWM with LTC, cold SEC and liquid cooling b) photo of a 3 – millimeter wave range SWM with LTC, cold SEC and air cooling

Ha рис26 і 27 показаний зовнішній вигляд МПВ з ДТК і основним і холодним ВЕК пакетованих з магнітом

Ці магнетрони, придатні для роботи при шпаруватості 1000 і менше, застосовані в передавачах метео-РЛС [59] Аналоги цих приладів з повітряним охолодженням, що працюють при шпаруватості 2000, застосовані в двохчастотному радіолокаційному комплексі для пошуку нафтових забруднень в акваторіях морів і океанів [59-61]

КМ трисантиметровим діапазону з холодним ВЕК (рис18) знайшли застосування в літакових метео-РЛС і деяких наземних РЛС спеціального призначення

в огляді коротко описані результати досліджень, розробки і створення імпульсних магнетронів з холодним ВЕК, здійснених в ІРЕ ім А Я Усикова НАН України в 1965-2005 рр. і РІ НАН України в 1985-2005 рр.

Показано, що магнетрони міліметрового діапазону хвиль з холодним ВЕК, що працюють на просторових гармоніках мають перспективу розвитку та застосування в радіоелектронних системах нового покоління Це обумовлено перевагами, якими володію магнетрони з холодним катодом, що працюють на просторової гармоніці коливань не Л -виду при порівнянні з аналогічним типом магнетронов з термоелектронним катодом Не поступаючись магнетрон міліметрового діапазону хвиль з термоелектронним катодом за величиною імпульсної потужності і ККД, ці прилади мають істотною перевагою за величиною середньої потужності, середнього напрацювання на відмову і часу готовності Крім того, вони можуть працювати при зміні середньої потужності, що підводиться у великих межах

При розробці і створенні імпульсних генераторів електромагнітного випромінювання короткохвильової частини міліметрового діапазону хвиль для радіоелектронних систем нового покоління хорошу перспективу мають магнетрони на просторових гармоніках з холодним ВЕК У міру укорочення робочої довжини хвилі більш перспективним стає застосування в магнетронах МДВ з холодним катодом нових типів сплавних катодів на основі сплавів металів платинової групи, а також холодних ВЕК катодів з чистих металів цієї ж групи Для порушення вторинної емісії холодних катодів можуть бути застосовані термоелектронні або Автоелектронний емітери

Розробка і створення коаксіальних магнетронов з холодним ВЕК, що працюють на просторових гармоніках, має реальну перспективу Удосконалення конструкцій МПВ МДВ з холодним катодом, поліпшення їх робочих характеристик і розширення функціональних можливостей буде реалізовано за умови успішного розвитку теоретичних досліджень і застосування досягнень наноелектроніки та нанотехнології

Розробка та застосування тривимірної моделі магнетрона на просторовій гармоніці з холодним ВЕК, а також дослідження дрейфово-орбіталь-них резонансів в некласичних магнетронах сприятиме створенню малогабаритних надійних, недорогих МДВ МДВ з великим терміном служби для радіоелектронних систем нового покоління

IV                           Список літератури

[1] Microwave Magnetrons, Georg В Collins, Editor, McGraw Hill, NY, 1948, 806 p

[2]  Crossed-Field Microwave Devices, Vol1 and Vol2,

E Okress, Editor in Chief, Academic Press/ New York and London 1961 680 p

[3] Бичков С І Питання теорії та практичного застосування приладів магнетронного типу М: Изд «Радянське радіо», 1967, 216 с

[4] Електроніка та радіофізика міліметрових і субміл-ліметрових радіохвиль Київ: Наукова думка 1986 386 с

[5] Еремка В Д, Кулагін О П, Науменко В Д Розробка і дослідження магнетронов в Інституті радіофізики та електроніки ім А Я Усикова і Радіоастрономічному інституті НАН України / / Радіофізика та електроніка – Харків: Ін-т радіофізики та електроніки НАН України

. – 2004 Т9 ^ спец вип – С42-67

[6] Гоіцаенко С В, Еремка В Д, Копоть М А, Кулагін О П, Науменко В Д, Суворов А Н Многорезонатор-ні магнетрони з холодним вторинно-емісійним катодом: досягнення, проблеми, перспективи / / Радіофізика та електроніка – Харків: Ін-т радіофізики та електроніки НАН України – 2005 Т 10 ^ спец вип – С 3-37

[7]   Naumenko V D, Schunemann Κ and VavrivD M Miniature 1 kW, 95 GHz magnetrons // Electronics Letters – 1999, V 35, No22/- – P 1960-1961

Моісеєнко AE, Науменко В Д, Суворов А Н, Сиров Р Магнетрон на частоту 94 ГГц з великим терміном служби / / Радіофізика та радіоастрономія – 2003 – 8, № 4 С 421-428

[8] IVIapuH В П, Гурко А А Оцінка Можливості створення коаксіального магнетрона в короткохвильовій частині міліметрового діапазону довжин хвиль / / Матеріали 14-ї Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології» (КриМіКо2004) Севастополь, Україна1, -2004 – С 233-234

[9] Гурко А А Магнетрон на вищих просторових гармоніках Ж-виду / / Електронна техніка Сер 1 СВЧ-техніка – 2003 – № 1 -С 75-77

[11 ] Fisk D, Hagstrum G, and Hartman P The Magnetrons // Bell System Tech J- 1946, 26, No 1, -P167-283

[12] A c 324937 СРСР Магнетрон з боковим катодом /

І М Вигдорчик / Відкриття, винаходи – 1972 – № 7 – С 29

[13] Бабенко М І, Вигдорчик І М Магнетрон з боковим катодом / / Тр ІРЕ АН УРСР – Харків – 1961 – 9 – С 150-162

[14] Вигдорчик І М, Мянд В А, Науменко В Д Деякі особливості роботи магнетрона на інжектованих електронах / / Тр ІРЕ АН УРСР Харків -1970 – Т 18

– С 22-32

[15] Вигдорчик І М, Тимофєєв В П Дослідження максимальних струмів в магнетронном діоді з холодним катодом / / ЖТФ – 1974 – Т 44, № 2 – С 221-223

[16] Вигдорчик І М, Науменко В Д, Тимофєєв В П Імпульсні магнетрони з холодним вторічноеміссіонним катодом / / Докл Ак Н УРСР Сер А – 1975, – № 7 – С 633-636

[17] Вигдорчик І М, Мянд В А, Науменко В Д Дослідження роботи магнетрона з холодним платиновим катодом при запуску зовнішнім сигналом / / Тр ІРЕ АН УРСР – Харків -1970-18 – С 23-43

[18] Черенщіков С А Про запуск магнетрона з холодним катодом на спаді імпульсу напруги / / Електронна техніка Сер Електроніка НВЧ – 1972 – № 2 – С33-42

[19] Науменко В Д Черенщіков С А Дослідження запуску магнетрона з холодним вторинно-емісійним катодом на спаді імпульсу напруги / / Изв вузів Радіофізика – 1984, -27, № 2 – С250-256

[20] А с 392819 СРСР Магнетрон з торцевого гарматою / Вигдорчик І М, Мянд В А, Науменко В Д / / Відкриття, винаходи – 1973 – № 4 -С89

[21] Л с 392819 СРСР Імпульсний магнетрон /

І М Вигдорчик, В А Мянд, В Д Науменко / / Відкриття, винаходи – № 38, 1978 – С 78

[22] А с 606523 СРСР Генератор /

І М Вигдорчик, В Д Науменко, С А Черенщіков / / БІ-1975 – № 3 -С76

[23] Авт св 745331 СРСР Генератор /

І М Вигдорчик, В Д Науменко, Ю Л Смирнов / / Відкриття, винаходи -1976 – № 6 – С 69

[24] Науменко В Д Імпульсні джерела коливань міліметрового діапазону радіохвиль / / Прилади, техніка та поширення мм і субмм хвиль: Тез докл Міжвідомчої науково – технічної конф – Харків – 1992 – С24

1999      Naumenko V D, Schunemann Κ and VavrivD M Miniature 1 kW, 95 GHz magnetrons // Electronics Letters Vol 35, No 22 – P 1960-1961

[25] Моісеєнко AE, Науменко В Д, Суворов А Н, Сиров А Р Магнетрон на частоту 94 ГГц з великим терміном служби / / Радіофізика та радіоастрономія – 2003 -Т8, № 4 – С 421-428

[26] Naumenko VD, Schunemann Κ, Semenuta V Ye, And al І Proc of the 22-nd Int Conf on Infrared and Millimeter Waves, USA, 1997-P 42-43

[27] Naumenko VD, Semenuta VY, Vavriv D М, and Volkov VA MM-wave transmitters using magnetrons with cold secondary-emission cathode / / Proc of MSMW98 Symposium Kharkov, Ukraine, September 15 – 17-1998-P76-81

[28] Naumenko V D, Suvorov A N, and Sirov A P Tunable magnetron of a two-millimeter-wavelength band // Microwave and Optical Technology Letters – 1996 – 12, No3 – P 129-131

[29] A c 1780444 СРСР HOI J 25/50 Магнетрон Кл . /

М Ф Копилов, Б В Бондаренко, В І Махов та ін / Відкриття Винаходи -1994, № 8 – С216 Пат 2007777 Російська Федерація 5 Н01 J 25/50 Магнетрон / М Ф Копилов, Б В Бондаренко, В І Махов,

В А Назаров Опубл 15021994, Бюл № 3

[31] Kopylov М F Design and technology features of heating-free magnetrons with auto emission excitation / / J Vac

Sci Technology -1993 -No 11(2) – P481-483

2004        Yeryomka, V D and Dzyuba V P Coaxial cold-cathode magnetron // IVEC’2004 Conf Dig, Monterey, USA – P 246-247

[32] Kopot’ M A, Yeryomka V D and Dzyuba V P 3-D simulation cold secondary-emission cathode cooker magnetron triggered by anode voltage pulse // IVEC’2005 Conf Dig Nordsvik, Netherland – 2005 – P243-244

[33] Копоть MA, Еремка В Д, Дзюба В П 3-D моделювання магнетронів з вторічноеміссіонним катодом, стимульованим електронами з польового емітера / / Тр 15-й Міжнарод . конф «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології »(КриМіКо2005) – Севастополь: Вебер – 2005 -Т1-С225-228

[34] Yeryomka VD, Kopot М А, and Dzyuba VP 3-D simulation cold secondary-emission cathode cooker magnetron triggered by anode voltage pulse / / IVEC2006 Conf Dig Monterey, USA – 2006 – P243-244

[35] Патент 62691 Україна Кл HOI J 25/50 Магнетрон / М A Копоть / БІ -2003 – № 12 – С25

[36] Гγρκο А А Безнакальний магнетрон з автоемісійним-ним запуском / / Успіхи сучасної радіоелектрон – 2003 – № 10-С 77-79

[37] Гурко А А Підвищення емісійної здатності катода в магнетроні / / Радіотехніка – 2003 – № 10 – С 59-61

[38] Гурко А А. Магнетрон на вищих просторових гармоніках П-виду / / Електронна техніка Сер 1 СВЧ-техніка – 2003 – № 1 -С 75-77

[39] Лепешинська В Н, Борисов В П, Перчанок

Т М Вдруге-емісійні характеристики сплавних емітерів в широкому діапазоні енергії первинних електронів / / Радіотехніка та електроніка -1960 ^ № 10 -С 1636-1640

[4 ^] Дюбуа Б Ч Металлосплавной «холодний» вторічноеміссіонний катод / / Радіотехніка -2005 – № 3-С31-34

[42] Jepsen R L, Muller М І / Enhanced emission from magnetron cathodes / / J Appl Phys – 1951 – No, – P 1196

[43] J R Vaughan Gas-filled magnetron with cold cathode Crossed Field Microwave Devices – New York and London: Academic Press – 1961 – 2 – P 268-279

[44] Skowron J F The continuous-cathode (emitting-sole) crossed-field amplifiers// Proc of the IEEE – 1973 61, N

3          -[45] White R A Cold Cathode Operation of a Hot Cathode Magnetron // IEEE Trans, on Electron Devices – 1963 -Vol ED-10, Nol -P59-61 White R A More Information on the Cold Cathode Operation of a Hot Cathode // IEEE Trans, on Electron Devices -1963-Vol ED-10, No 2- P-96-97

[46] Ломакін В М, Панченко П В Про самозбудженні імпульсного магнетрона при малих значеннях початкової емісії катода (холодне самозбудження) / / Електронна техніка Сер Електроніка НВЧ – 1975 – № 6

– С20-28

2000 ВаврівД М, Сосницький С Н Нестаціонарна теорія магнетронов на просторової гармоніці з холодним катодом – Радіофізика та радіоастрономія -Т5, № 1, с131-141

[47] Shunemann Κ, Sosnltskiy SN, Vavriv DM Mathematical model of spatial-harmonic Magnetron with cold secon-dary-emission cathode, – Радіофізика та радіоастрономія-2000 – Т5, № 2, с171-181

[48]  Sosnltskiy S N and VavhvD M Theory of spatial-Harmonic Magnetron: An equivalent Network Approach, IEEE Trans

On Plasma Science 2002, vol 30, № 3, p 984-991

[49] Сосніцгай С Η Теорія магнетронів на просторовій гармоніці з холодним вторинно-емісійним катодом Канд дис – Харків: ІРЕ ім А Я Усикова НАН України 2002 – 118 с

[51] Науменко В Д, Суворов А Н, Гоіцаенко С В Магнетрон на частоту 95 ГГц з ресурсом довговічності понад 10000 годин / / Тр 14-й Міжнарод конф «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології» (Кри-МіКо2004) – Севастополь: Вебер – 2004 – С 239-241

1999 Vavriv D М and oth Millimeter-Wave Radars for Environ-vental Studies / / Radio Physics and Radio Astronomy -4, No 4 – P 357-360

[52]  SchUnemann Κ, Trush B, Vavriv D, Volkov V Magnetron Transmitters for Millimeter-WaVe Coherent Radar System

// Radio Physics and Radio Astronomy – 2002 – 7, No 4 – P 413-414 Belikov A, Kozhyn R, Trush B, Vavriv D, Volkov V Magnetron Transmitters for High-Resolution Radars // Radio Physics and Radio Astronomy – 2002 – 7,

No 4-P13-414

[53] Коротун Л І Анодний блок коаксіального магнетрона / / Изв вузів Радіотехніка – 1965 -8, № 4 – С 420-426

[54] Крупаткіна І Г Про можливість створення імпульсного коаксіального магнетрона в міліметровому діапазоні, що працює в режимі просторової гармоніки / / Праці ІРЕ АН УРСР – 1970 18 – С 82-89

[55] Гаплевський В В Дослідження умов одночастотної генерації на вироджених видах коливань в магнетронах з поверхневою хвилею Канд дисертація

ІРЕ АН УРСР 1970181 с

[56] Гаплевський В В, Конторович В М Застосування теорії симетрії до вивчення розщеплення вироджених видів коливань в резонаторної системі магнетрона / / Изв вузів Радіофізика – 1971 -14, № 11 – С 1906-1915

[57] J Rodney М Vaughan Secondary Emission Formulas IEEE Transaction on electron devices Vol40, № 4, April 1993 P830122

[58]  R G Robertshaw, \N E Wlllshaw m· Crossed-Field Microwave Devices, Ed E Okress, N, Academic Press, New York and London, 1961 – p280

[59]  T E Ruden, G E Dombrovski, D Hobbs, G Boles «Low- field Magnetrons Study» Proceedings of the First- International Workshop on Crossed-Field Devices, 1995, Ann Arbor, Michigan, USA, pp66-77

[60]  Kulagin O P, Yeryomka V D About the choice of a resonator quantity in «rising-sun» magnetrons // Proceedings of the 5th International Kharkov Symposium «Physics and Engineering of Microwaves, Millimeter and Submillimeter Waves» (June 21-26, 2004) p205-208

[61]  Kulagin O P, Yeryomka V D Optimal Conditions for Drift- Orbital Resonance in M-type Devices// IEEE Trans

Plasma Science, vol32, 3, pp1181-1186, June, 2004

[62]  Kulagin O P, Yeryomka V D The Microwave Oscillator operating with a Drift-Orbital Resonances in crossed fields // Proceedings of Fourth International Kharkov Symposium «Physics and Engineering of Millimeter and Submillimeter waves» (June 5-7, 2001), Kharkov -2001 – P206-208

[63]  Kulagin O P, Yeryomka V D M-Type Microwave Oscillator in a Mode of Orbital Resonances // Telecommunications and Radio Engineering – 2001 – 55, No 1 – P58-71

[64]  Kulagin O P The Large Orbit M-Type Microwave Oscillator // Int Journal Infrared and MM Waves – 2001 – 22, No 5, May – P 723-736

[65]  Kulagin O P, Yeryomka V D The Large-Orbit M-type Oscillator with the Adiabatic Electron-Optical System // IEEE Trans Plasma Science – 2002 -30, No 6 (December) – P2107-2112

[66]  Kulagin O P, Yeryomka V D The Drift-Orbital Modes in Millimeter-Band Magnetrons // IVEC’2003 Conf Dig Korea, Seoul -2003 – 28-30 May -P179-180

[67]  Kulagin O P The Millimeter Band Oscillator in the Large- Orbital Resonance Mode // Int Journal Infrared and MM Waves – 2001 22, No 11 – P 1587-1600

Кулагін О П, Еремка В Д дрейфово-орбітальні режими в магнетронних генераторах міліметрових хвиль / / Радіофізика та електроніка – 2004 – 8, № 1, С 276-281

[68] Kulagin О Р, Yeryomka VD The Flow Forming Potential in Unconventional Magnetrons / / Proc Fifth IEEE International Vacuum Electronics Conference (IVEC2004), Monterey, USA, pp 224 – 225, April 2004

MULTICAVITY MAGNETRONS WITH COLD SECONDARY EMISSION CATHODE: ACHIEVEMENTS, PROBLEMS, PERSPECTIVES

V D Yeryomka, M A Kopot’, O P Kulagin Usikov Institute for Radiophysics and Electronics of National Academy of Sciences of Ukraine

12,         Ac Proscura St, Kharkiv, 61085, Ukraine e-mail: yeryomka@ire kharkov ua

S           V Gritsaenko, V D Naumenko S N Suvorov Institute of Radio Astronomy of National Academy of Sciences of Ukraine

4,      Krasnoznamennaya St, Kharkiv, 61002, Ukraine e-mail: naumenko@riankharkovua

Abstract – Presented in this paper is the review of investigations of multicavity magnetrons with cold secondary-emission cathode operating over the mm-wave band, side-cathode magnetrons and X-band coaxial magnetrons designed and developed at the A Ya Usikov IRE NASD for the period 1955 through 2005 and at Radioastronomical Institute (Rl NASD) for the period 1985 through 2005 The distinctive features of magnetrons’ design, their operating modes, and energy characteristics are presented Parameters of magnetron design are given The results of theoretical and experimental study and applications of cold-cathode magnetrons are briefly described It is shown that using cold secondary-emission allows extending service life of mm and submm-wave magnetrons, improving energy characteristics, and increasing functional capabilities It is shown that over 35-150 GHz frequency band magnetron oscillators operating on higher space harmonics of non- π -mode oscillations have the parameters that satisfy practical requirements

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