bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2023-21-6-37-44bsuir-3789Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSГелитрон: работа на высоких гармониках орбитальной частоты и режим фазовой селекции электроновHelitron: Operation at High Frequency Orbital Harmonics and the Mode of Electron Phase SelectionКураевА. А.KurayevA. A.

Кураев Александр Александрович, д-р физ.-мат. наук, проф., проф. каф. 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

kurayev@bsuir.byМатвеенкоВ. В.MatveyenkaV. V.

канд. физ.-мат. наук, доц., доц. каф. вычислительных методов и программирования

г. Минск

Vladimir V. Matveyenka, Cand. of Sci., Associate Professor, Associate Professor at the Computational Methods and Programming Department

Minsk

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and Radioelectronics2023040120242163744Copyright © Кураев А.А., Матвеенко В.В., 20242024Кураев А.А., Матвеенко В.В.Kurayev A.A., Matveyenka V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/3789

Исследованы возможности улучшения выходных характеристик гелитрона в двух направлениях – повышение КПД в режиме фазовой селекции электронов и увеличение рабочей частоты за счет использования многоламельной электродинамической системы (увеличение азимутального индекса n рабочей моды). Полученные в процессе экспериментов результаты свидетельствуют об уникальных возможностях работы гелитрона на очень высоких гармониках орбитальной частоты электронов: вплоть до n = 96 прибор имеет приемлемый КПД для генераторов малой мощности в режиме фазовой селекции электронов. Это открывает перспективы применения подобного генератора в миллиметровом диапазоне длин волн. Однако в данном диапазоне следует вместо высокочастотной многоламельной линии использовать азимутально гофрированный стержень с глубиной продольных канавок ∆r = λ/4. Это наиболее эффективно в обеспечении теплового режима.

The possibilities of improving the output characteristics of the helitron in two directions have been studied – increasing the efficiency in the phase selection mode of electrons and increasing the operating frequency through the use of a multi-lamella electrodynamic system (increasing the azimuthal index n of the operating mode). The results obtained during the experiments indicate the unique capabilities of the helitron at very high harmonics of the electron orbital frequency: up to n = 96, the device has an acceptable efficiency for low-power generators in the electron phase selection mode. This opens up prospects for using such a generator in the millimeter wavelength range. However, in this range, instead of a high-frequency multi-lamella line, an azimuthally corrugated rod with a depth of longitudinal grooves ∆r = λ/4 should be used. This is most effective in providing thermal conditions.

гелитронвысокие гармоники орбитальной частотырежим фазовой селекцииКПДhelitronextremely high frequency orbital electron harmonicsphase selection modeefficiencyReferencesWotkins, D. A. The Helitron Oscillator / D. A. Wotkins, G. Wada // Proceedings of the IRE. 1958. Vol. 46, No 10. P. 1700–1712.Wotkins D. A., Wada G. (1958) The Helitron Oscillator. Proceedings of the IRE. 46 (10), 1700–1712.Кураев, А. А. Стартовые условия в генераторах E-типа / А. А. Кураев, Б. Н. Романов, В. Н. Шевчик // Радиотехника и электроника. 1964. Т. 9, № 6. С. 983–993.Kurayev A. A., Romanov B. N., Shevchik V. N. (1964) Initial Conditions in E-type Generators. Radio Engineering and Electronics. 9 (6), 983–993 (in Russian).Pantell, R. H. Small-Signal Analysis of the Helitron Oscillator / R. H. Pantell // IRE Trans. 1960. ED-7, Nо 1. P. 20–34.Pantell R. H. (1960) Small-Signal Analysis of the Helitron Oscillator. IRE Trans. ED-7 (1), 20–34.Nunn, W. M. Some Characteristics of Certain Electrostatically-Focused Devices / W. M. Nunn, J. E. Rowe // Proceedings of the IRE. 1962. Vol. 50, Nо 1. P. 110–121.Nunn W. M., Rowe J. E. (1962) Some Characteristics of Certain Electrostatically-Focused Devices. Proceedings of the IRE. 50 (1), 110–121.Wada, G. Design, Theory and Characteristics of the Helitron – a New Type of Microwave Oscillator / G. Wada, R. H. Pantell // I.R.E. Wescon Convent. Rec. 1959. Vol. 3, Nо 3. P. 92–118.Wada G., Pantell R. H. (1959) Design, Theory and Characteristics of the Helitron – a New Type of Microwave Oscillator. I.R.E. Wescon Convent. Rec. 3 (3), 92–118.Lindsay, P. A. Some General Properties of E-Type Devices / P. A. Lindsay, J. Caunter // Mikrowellen, Vortrage der Internationalen Tagung. 1960. Vol. 1. P. 224–241.Lindsay P. A., Caunter J. (1960) Some General Properties of E-Type Devices. Mikrowellen, Vortrage der Internationalen Tagung. 1, 224–241.Кураев, А. А. Сверхвысокочастотные приборы с периодическими электронными потоками / А. А. Кураев. Минск: Наука и техника, 1971. 312 с.Kurayev A. A. (1971) Microwave Devices with Periodic Electron Flows. Minsk, Science and Technology. 312 (in Russian).Генератор на циклотронном резонансе: пат. Респ. Беларусь № 11964; опубл. 11.07.2007 / А. А. Кураев, А. С. Рудницкий, А. К. Синицын.Kurayev A. A., Rudnitsky A. S., Sinitsyn A. K. (2007) Cyclotron Resonance Generator. Patent of the Republic of Belarus No 11964, Publ. 11.07.2007 (in Russian).Чернов, З. С. Методы фокусировки электронов в современных приборах СВЧ / З. С. Чернов // Радиотехника и электроника. 1958. Т. 3, № 10. С. 1227–1235.Chernov Z. S. (1958) Methods of Focusing Electrons in Modern Microwave Devices. Radio Engineering and Electronics. 3 (10), 1227–1235 (in Russian).Карцев, В. П. Приключение великих уравнений / В. П. Карцев. М.: Знание, 1971. 317 с.Kartsev V. P. (1971) The Adventure of Great Equations. Moscow, Znanie Pabl. 317 (in Russian).Викулов, И. Н. Вакуумная СВЧ-электроника в США. Состояние и тенденции развития / И. Н. Викулов, Н. И. Кучаева // Электроника: наука, технология, бизнес. 2007, № 5. С. 66–71.Vikulov I. N., Kuchaeva N. I. (2007) Vacuum Microwave Electronics in the USA. Status and Development Trends. Electronics: NT Electronics: Science, Technology, Business B. (5), 66–71 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.