Кураев Александр Александрович, д. ф.-м. н., профессор, профессор кафедры информационных радиотехнологий
220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6
Тел.: +375 17 293-89-56
Kurayev Alexander Alexandrovich, Dr. of Sci. (Phys. and Math.), Professor, Professor at the Information Radiotechnologies Department
220013, Minsk, P. Brovki St., 6
Tel.: +375 17 293-89-56
к. ф.-м. н., доцент, доцент кафедры вычислительных методов и программирования
г. Минск
Vladimir V. Matveyenka, Cand. of Sci., Associate Professor, Associate Professor at the Computational Methods and Programming Department
Minsk
В четырехзеркальном гиротроне широкий мультивинтовой электронный поток, находясь в скрещенных электрическом и продольном магнитном полях, дрейфует со скоростью vd = E0 /B0 в направлении распространения Т-волны между зеркалами резонатора (попутная волна) или в противоположном направлении (встречная волна). При этом в соответствии с эффектом Доплера частота генерации ω определяется из условий синхронизма как ω ≈ kωн(1±βd), βd = vd /с. Таким образом, изменение E0 меняет ω, т. е. осуществляется электрическая перестройка частоты. В статье приведена схема конструкции двухпучкового четырехзеркального гиротрона. Расчеты проводили для βd = 0,5, q = β|| / β⊥ = 2, взаимодействие осуществлялось на номере гармоники частоты k = 1. Полоса перестройки составила 20 %. Максимальный КПД – 48 %, минимальный – 33 %. Поскольку расчеты выполняли для безразмерных параметров, т. е. имеющих универсальный характер, физические характеристики гиротрона при длине волны λ = 6 мм (f0 = 50 ГГц) и нагруженной добротности резонатора Qн = 200 были следующими: ток пучка электронов I0 = 60 А, B0 = 2 Тл, напряжение U0 = 79 кВ, КПД = 48 %.
In a four-mirror gyrotron, a wide multi-screw electron beam, being in crossed electric and longitudinal magnetic fields, drifts with a velocity vd = E0 /B0 in the direction of the T-wave propagation between the resonator mirrors (co-current wave) or in the opposite direction (counter-propagating wave). In this case, in accordance with the Doppler effect, the generation frequency ω is determined from the synchronism conditions as ω ≈ kωl(1±βd), βd = vd /с. Thus, a change in E0 changes ω, i. e. electrical frequency tuning is carried out. The article presents a diagram of the design of a two-beam four-mirror gyrotron. The calculations were carried out for βd = 0.5, q = β||/β⊥ = 2, the interaction was carried out at the frequency harmonic number k = 1. The tuning band was 20 %. The maximum efficiency is 48 %, the minimum is 33 %. Since the calculations were performed for dimensionless parameters, i.e., having a universal character, the physical characteristics of the gyrotron at a wavelength λ = 6 mm (f0 = 50 GHz) and a loaded resonator quality factor Ql = 200 were as follows: electron beam current I0 = 60 A, B0 = 2 T, voltage U0 = 79 kV, efficiency = 48 %.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.