д.ф.-м.н. В.В. Ростов, Р.В. Цыганков, А.С. Степченко, П.В. Выходцев, к.ф.-м.н. В.Ю. Конев
В результате численного и экспериментального исследования релятивистской лампы обратной волны (ЛОВ) 3-х сантиметрового диапазона волн найдены условия, при которых высокоэффективная генерация (с преобразованием мощности из сильноточного электронного пучка до 44%) сочетается с малым разбросом параметров микроволновых импульсов, характеризуемым среднеквадратичным отклонением СВЧ-мощности 1%. Впервые удалось совместить две важнейших для практического применения характеристики СВЧ-генератора с импульсной мощностью 0.6 ГВт и длительностью 20 нс при частоте повторения 100 Гц. Высокий КПД для магнитного поля ниже циклотронного резонанса со встречной волной обязан качественному формированию трубчатого сильноточного пучка с декомпрессией в неоднородном магнитном поле, а стабильность достигнута благодаря выбору положения рефлектора и жертвы КПД на несколько процентов в условиях резко спадающей зависимости от напряжения, за счет осаждения части потока электронов на поверхности титановой замедляющей структуры с низким выходом вторичной электронной эмиссии.
а)
б)
Рис. 1. Результат численной оптимизации и выбор рабочей точки (а); экспериментальное подтверждение стабильного режима генерации: наложение 1000 импульсов (б).
Результат получен в рамках Гос. Задания, тема ФНИ: «Фундаментальные основы создания генераторов мощного микроволнового и сверхширокополосного излучения, сильноточной ускорительной техники и развитие их применений» № 0291-2021-0002 (FWRM-2021-0002)
Публикации
- Rostov V.V., Tsygankov R.V., Vykhodsev P.V., Konev V.Y., Stepchenko A.S., “Stable Operation of a Repetitively Pulsed X-Band Relativistic Backward Wave Oscillator” // IEEE Electron Device Letters. – 2021. – Vol. 42. – No.6. – P. 935-938. DOI: 10.1109/LED.2021.3070887 (Q1)
Приоритетное направление
1.3.6.6. Наносекундная электроника больших мощностей и ее применение
