Безмагнитные мощные электронные приборы СВЧ

Abstract

Представлены конструкции и основные характеристики мощных электронных приборов СВЧ, в которых отсутствуют магнитные поля в области взаимодействия (безмагнитные приборы): релятивистский гелитрон - сформулированы нелинейные уравнения и на их основе проведен анализ и оптимизация генератора СВЧ нового типа - релятивистского гелитрона. Это прибор с центробежной электростатической фокусировкой (ЦЭФ) осесимметричного винтового релятивистского электронного потока, взаимодействующего с Hn1l модой электромагнитного поля коаксиального резонатора. На основе численного моделирования и оптимизации показано, что его эффективность превосходит эффективность релятивистских ЛБВ и ЛОВ; безмагнитный клистрон-удвоитель с поперечной модуляцией - приведены нелинейная теория и расчет КПД электронного прибора нового типа - безмагнитного клистрона-удвоителя частоты с поперечной модуляцией ленточного релятивистского электронного потока. В отличие от известной конструкции клистрона - удвоителя частоты с поперечной модуляцией в области группировки электронов используется не магнитная линза, а электростатическая; сферотрон-генератор на двусферическом резонаторе - выполнено моделирование мощного генератора СВЧ нового типа - монотрона на двусферическом резонаторе. Показано, что в таком генераторе весьма простой конструкции достижимы КПД 33% при токе пучка в импульсе 1…10 кА и напряжении 40-50 кВ. Существенно, что отсутствие магнитных систем в таких приборах не только снижает их массогабаритные характеристики и исключает расходы на питание электромагнитов, но и позволяет использовать сверхпроводящие электродинамические системы, что важно для мощных приборов (наличие постоянного магнитного поля разрушает высокочастотную проводимость).