Проведено численное исследование группировки электронов в клинотроне с помощью разработанной ранее специальной программы, учитывающей специфику клинотронного режима. Изучено трехмерное движение электронов в ограниченном (не бесконечном) фокусирующем магнитном поле. В результате численного исследования обнаружен эффект послойной группировки электронов в клинотронных генераторах: чем дальше расположен электронный слой от поверхности замедляющей системы, тем позже происходит группировка электронов в сгустки в этом слое. Показано, что подбирая режим работы клинотрона и угол наклона фокусирующего магнитного поля к поверхности гребенки, можно обеспечить формирование плотных электронных сгустков в части пучка уже за пределами замедляющей системы клинотрона, где должна быть расположена вторая замедляющая система, работающая в режиме отборника мощности. Доказана возможность использования клинотрона при создании умножителей частоты.Проведено числове дослідження групування електронів у клинотроні за допомогою спеціальної програми, яку розробили раніше для врахування специфіки клинотроного режиму. Досліджено тривимірний рух електронів у обмеженому (не безкінечному) магнітному полі. У результаті числового дослідження виявлено ефект пошарового групування електронів у клинотронних генераторах: чим далі розташований шар електронів від поверхні системи для уповільнення хвиль, тим пізніше відбувається групування електронів у згустки в цьому шарі. Показано, що добираючи режим роботи клинотрона та нахил фокусуючого магнітного поля до поверхні гребінки, можна забезпечити формування щільних електронних згустків у частині пучка вже за межами уповільнюючої системи клинотрона, де має бути розташована друга уповільнювана система, яка працює в режимі відбирача потужності. Доведено можливість використовувати клинотрон у процесі створення помножувачів частоти.There is a problem of designing convenient in use and not particularly expensive oscillators for mastering the sub-millimetre waveband. The backward wave oscillators (BWOs) provide good results in the long-wavelength part of the sub-millimetre waveband. However, their advancement in the short-wavelength part of the sub-millimetre waveband causes substantial problems. Existing technological opportunities do not allow to obtain extremely thin high-current-density electron beams necessary for this waveband. Application of the frequency multipliers could weaken requirements to the electron beams considerably. A clinotron-type oscillator can be used for bunching electron beam in the frequency multiplier. In the clinotron oscillator, a wide and comparatively thick sheet electron beam is directed at a small angle to the surface of the slow-wave structure and is partly dispersed on this surface. Clinotron provides output powers a few orders of magnitude greater than conventional BWOs of the same waveband. This is important for obtaining good (i.e., deep) bunching of an electron beam. In clinotron-type oscillators, it is necessary to investigate the process of dense electron bunching and to clarify the conditions of its use for bunching electron beam in a frequency multiplier. In this article, numerical simulation of electron bunching is conducted in the clinotron by means of our previously in-house designed special computer program, which takes into account the specifics of the clinontron operational regime. Three-dimensional motion of electron is investigated in the finite focusing (guide) magnetic field. As a result of numeral simulations, we find the effect of “layer-by-layer” bunching of the electron beam in a clinotron-type oscillators. The farther an electron layer is located from the surface of the slow-wave structure the later electron bunching in that layer occurs. We show that singling out the clinotron operating regime and the slope angle of the guide magnetic field to the surface of the comb allows one to ensure the formation of dense electron bunches in the part of the beam outside the clinotron slow-wave structure, where the second slow-wave structure (working in the power-catching regime) must be located. Thus, the principal possibility of the clinotron use for designing a frequency multiplier is proved.

  Повний текст PDF - 334.832 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"