Розкрито засади теорії електровакуумних НВЧ-приладів. Розглянуто різні підходи та наближення для побудови теорії (не- та лінійні, нестаціонарні). Охарактеризовано принципи дії найбільш поширених електровакуумних приладів, зокрема, пролітного, відбивного та багаторезонаторного клістронів, ламп біжучої та зворотної хвиль О- і М-типу, генераторів дифракційного випромінювання, магнетронів, амплітронів. Описано періодичні системи (гребінку в хвилеводі, спіраль, кільцеву магнетронну структуру), запропоновано класифікацію їх дисперсійних характеристик і наведено розв'язок електродинамічних задач на власні числа та функції.

Раскрыты основы теории электровакуумных CВЧ-приборов. Рассмотрены различные подходы и приближения для построения теории (не- и линейные, нестационарные). Охарактеризованы принципы действия наиболее распространенных электровакуумных приборов, в частности, пролетного, отражательного и многорезонаторного клистронов, ламп бегущей и обратной волн О- и М-типа, генератора дифракционного излучения, магнетрона, амплитрона. Описаны периодические системы: гребенка в волноводе, спираль, кольцевая магнетронная структура, предложена общая классификация их дисперсных характеристик и приведено решение электродинамических задач на собственные числа и функции.

Наведено огляд результатів досліджень, виконаних за останні роки в ІРЕ у галузі нелінійної динаміки найпростішого генератора О-типу з тривалою взаємодією. Проаналізовано різноманітні можливі підходи до опису такого генератора, розглянуто характер руху електронів у пучку та різні можливі способи його опису, досліджено умови м'якого та жорсткого збудження коливань у такому генераторі. Показано, що такий генератор в одномодовому режимі може мати багато стійких станів генерації. Показано, що традиційний опис руху електронів за допомогою ряду за малою безрозмірною амплітудою хвилі є придатним для точного визначення значень кутів прольоту, за яких починаються зони жорсткого збудження, але не придатним для оптимізації приладу за коефіцієнтом корисної дії.

Сделан обзор результатов исследований, проведенных в последние годы в ИРЭ в области нелинейной динамики простейшего генератора О-типа с длительным взаимодействием. Проанализированы разные возможные подходы к описанию такого генератора, рассмотрен характер движения электронов в пучке и различные возможные способы его описания, исследованы условия мягкого и жесткого возбуждения колебаний в таком генераторе. Показано, что такой генератор в одномодовом режиме может иметь много устойчивых состояний генерации. Показано, что традиционное описание движения электронов с помощью ряда по малой безразмерной амплитуде волны пригодно для точного определения значений угла пролета, при которых начинаются зоны жесткого возбуждения, но непригодно для оптимизации прибора по КПД.

This paper presents a review of the results of the studies conducted in the field of non-linear dynamics of the simplest O-type oscillator with long-time interaction at the Institute of Radiophysics and Electronic within recent years. Various possibleapproaches to describing the oscillator are analyzed. The electron beam motion pattern and various possible methods to describe it are considered. Conditions of both soft and hard excitation of the oscillations in the oscillator are studied. It is shown that the oscillator can have a lot of steady states of oscillation at the single mode. The traditional description of the electron motion by means of series in terms of small amplitude appears to be applicable for exact determination of the transient angle value where the intervals of hard excitation begin; however, it turns to be unusable for the efficiency optimization of the device.

Розглянуто різні засоби механічного перестроювання частоти у генераторах типу "клинотрон" міліметрового та субміліметрового диапазонів хвиль. Описано конструкції та наведено характеристики деяких клинотронів з механічним перестроюванням частоти.

Обсуждены различные способы механической перестройки частоты в генераторах типа "клинотрон" миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов волн. Описаны конструкции и приведены характеристики некоторых клинотронов с механической перестройкой частоты.

The frequency change methods for klynotron-type oscillators of millimeter and submillimetr wave bands arediscussed. The some oscillator designs and the frequency change mechanism are described. The some klynotron experimental characteristics are give.

Висвітлено теоретичні засади електроніки надвисоких частот (НВЧ). Описано спектр електромагнітних коливань, процеси фокусування та випромінювння спрямовано-вузькими пучками коливань, а також проходження хвиль НВЧ крізь іоносферу Землі та інші плазмові утворення. Запропоновано методи визначення хімічного складу речовини, наведено загальні відомості про хвилеводи - лінії передач сантиметрових і міліметрових хвиль. Наведено основні рівняння електроніки НВЧ і методи модуляції електронного пучка. Розглянуто будову та принцип дії генераторів і підсилювачів НВЧ, пролітних і відбивних клістронів, а також електронно-променевих приладів НВЧ з тривалою взаємодією. Розкрито основні положення кінематичної теорії групування електронів у пролітному клістроні.

Освещены теоретические основы электроники свервысоких частот (СВЧ). Описан спектр электромагнитных колебаний, процессы фокусировки и излучения направленно-узкими пучками колебаний, а также прохождение волн СВЧ сквозь іоносферу Земли и другие плазмовые образования. Даны методы определения химического состава вещества, приведены общие сведения о волноводах - линиях передач сантиметровых и миллиметровых волн. Рассмотрены основные уравнения электроники СВЧ и методы модуляции электронного пучка. Описаны строение и принцип действия генераторов и усилителей СВЧ, пролетных и отражающих клистронов, а также элекронно-ллучевых устройств СВЧ с длительным взаимодействием. Раскрыты основные положения кинематической теории группирования электронов в пролетном клистроне.

Экспериментальным путем подтверждены результаты, полученные расчетным путем, касающиеся рабочих режимов эксплуатации оксидного катода диаметром 50 мм для импульсного клистрона, при которых обеспечивается долговечность 10 000 ч без уменьшения мощности клистрона. Показано, что предельная долговечность оксидного катода, определяемая запасом бария в слое оксида, резко зависит от температуры катода.

Індекс рубрикатора НБУВ: З848.44

Рубрики:

Клістронні радіопередавачі

Шифр НБУВ: Ж14388 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Численно смоделирована динамика электронного пучка в многорезонаторных системах мощного пролетного клистрона непрерывного действия мощностью 100 кВт. В этом клистроне использован электронный пучок с ускоряющим напряжением 30 кВ, током 7 А и рабочей частотой 700 МГц. Сравнение параметров клистрона, полученных в результате численного моделирования, с экспериментальными данными показало их хорошее согласие.

Рассмотрено движение первоначально однородного электронного пучка в продольном электрическом поле замедленной электромагнитной волны с амплитудой, экспоненциально нарастающей вдоль траектории электрона. Проведено сравнение решений: полученных численно и аналитически методом возмущений по малой амплитуде в шестом приближении. Показано, что погрешность приближенного решения мала при небольших значениях угла пролета и катастрофически нарастает, начиная с некоторого его значения. Задача актуальна для построения нелинейной теории клинотрона.

Проведено теоретическое исследование коллективного (эстафетного) взаимодействия широкого ленточного электронного потока с бегущей пространственной гармоникой поля при наличии в пространстве дрейфа поперечного статического магнитного поля. Проанализирована возможность создания высокочастотных приборов типа клистрона бегущей волны, использующих пространственно-распределенную модуляцию скорости электронов с последующей динамической фокусировкой в пространстве дрейфа.

Проведен качественный анализ работы двухпотоковых активных ЛСЭ-клистронов, как нового класса электронных устройств, предназначенных для формирования фемтосекундных кластеров электромагнитного поля. Предложено 3 новые конструкционные схемы таких ЛСЭ. Детально проанализированы мультигармонические процессы в пролетной секции таких устройств.

Досліджено формування та поширення нерелятивістських щільних стрічкових електронних пучків та процеси електронно-хвильової взаємодії в ТГц клінотронах. Мета – виявлення фізичних особливостей електронно-хвильової взаємодії в надрозмірних електро-динамічних системах ТГц клінотронів. Методи досліджень i апаратура – 3-D моделювання траєкторій електронних пучків та розрахунків електронно-хвильової взаємодії, вимірювання шорсткості поверхні методами оптичної інтерферометрії, дослідження параметрів випромінювання каліброваними приладами. Розроблено розрахункову модель електронно-хвильової взаємодії клінотрона з урахуванням високочастотних омічних втрат, викликаних як шорсткістю поверхні, так і тепловим навантаженням на гребінку. Розроблена теоретична модель в ТГц клінотроні враховує відбиття і трансформацію електромагнітних хвиль в областях з’єднання системи, що сповільнює рух хвиль, з хвилеводними трактами, а також розкид повздовжніх швидкостей електронів за товщиною потоку. Розроблена модель дала змогу пояснити ефекти резонансного збудження ТГц клінотронів, а також механізми підвищення потужності випромінювання і збудження багаточастотного режиму в ТГц клінотронах у разі застосування несиметричної електронно-оптичної системи, що були експериментально досліджені в діапазоні частот від 100 до 400 ГГц в клінотронах, що містять або звичайну плоску гребінку, або багатоступеневу гребінку. Було розроблено контур стабілізації потужності та частоти випромінювання для ТГц клінотронів із застосуванням розробленого високовольтного джерела живлення та схеми пропорційно-інтегрально-диференціального управління, за рахунок чого експериментально отримано довгострокову стабільність вихідної потужності 0,5 % та стабільність частоти 5 МГц на частоті 300 ГГц для клінотрону з вихідною потужністю 100 мВт.