Электрически перестраиваемые гирогелитроны со скрещенными полями
https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-8-92-98
Аннотация
В классических гиротронах частота ωгенерации ω ≈ kωн, где ωн = еB0/m – циклотронная частота вращения электрона в однородном продольном магнитном поле с индукцией B0, е – заряд электрона, m – масса электрона, k = 1, 2, 3… – номер рабочей гармоники циклотронной частоты. То есть перестройка частоты генерации ω возможна только за счет изменения B0. Такой путь не очень удобен: необходима дополнительная (управляющая) обмотка соленоида. Эта трудность может быть устранена в гиротронах со скрещенными полями – электрическим 0 и магнитным
0, причем
0 ⊥
0 . В таких гиротронах возможна перестройка частоты за счет изменения E0, которая может быть реализована, по крайней мере, в двух случаях: гиротрон на коаксиальном резонаторе с радиальным E0; четырехзеркальный гиротрон на бегущих Т-волнах с поперечным по отношению к
0 и к направлению бегущих волн однородным
0. В первом типе гиротрона моновинтовой электронный поток имеет угловую частоту вращения
, где
,
, ΔV – разность потенциалов между внутренним (радиус b1) и внешним (радиус b2) проводниками коаксиала, r0 – радиус вращения пучка. Таким образом, частота генерации ω ≈ kωн определяется как при помощи B0, так и ΔV. Причем при ΔV = 0 прибор становится классическим высокоорбитным гиротроном, при B0 = 0 – классическим гелитроном. Поэтому при B0 ≠ 0 и ΔV ≠ 0 его следует назвать гирогелитроном, частота генерации которого перестраивается электрическим способом – изменением ΔV. В статье приведены схемы конструкций гирогелитрона и двухпучкового четырехзеркального гиротрона. В том и другом случаях указаны пьезоэлектрические устройства синхронной перестройки частоты резонатора, что делает приборы полностью электрически управляемыми. Для гирогелитрона получены следующие результаты. Поле резонатора – H211, взаимодействие на второй гармонике ωs; а) узкополосная перестройка 10 %: максимальный КПД = 55 %, минимальный КПД = 25 %; β0 = v0/c = 0,27; q = v0⊥/v|| = 2; б) широкополосная перестройка 58 %: максимальный КПД = 18 %, минимальный КПД = 14 %; β0 = v0/c = 0,2; q = v0⊥/v|| = 2. Полученные для гирогелитрона результаты указывают на перспективность использования электрической перестройки частоты в коаксиальной гиро-ЛОВ и полосы усиления в гиро-ЛБВ, поскольку в этих приборах нет необходимости в пьезоэлектрической перестройке электродинамических структур.
Для цитирования:
Кураев А.А., Матвеенко В.В. Электрически перестраиваемые гирогелитроны со скрещенными полями. Доклады БГУИР. 2022;20(8):92-98. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-8-92-98
For citation:
Kurayev A.A., Matveyenka V.V. Electrically Tunable Gyrohelitrons with Crossed Fields. Doklady BGUIR. 2022;20(8):92-98. (In Russ.) https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-8-92-98