СУБМИЛЛИМЕТРОВЫЙ МАГНЕТРОН С УДЛИНЕННЫМ АНОДОМ: ОПТИМАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ∗

С применением аналитической модели, учитывающей нелинейную динамику движения электронов, проведена оценка оптимальных параметров cубмиллиметрового генератора М-типа для генерирования электромагнитного излучения на частоте около 0.33 ТГц при анодном напряжении 13 кВ и магнитном поле 0.7 Тл. Определена геометрия пространства колебательной системы магнетрона, в котором обеспечивается эффективное взаимодействие электронов с высокочастотным полем (+1)-й пространственной гармоники электромагнитных колебаний π-вида в режиме дрейфово-орбитального резонанса. С помощью вычислительного эксперимента на основе трехмерной модели, осуществлено тестирование геометрии колебательного контура магнетрона и подтверждена работоспособность предложенной системы на заданной частоте, а также указаны направления её оптимизации. Показана возможность создания магнетрона субмиллиметрового диапазона с холодным катодом, со сравнительно невысокими рабочими напряжением, магнитным полем при увеличенном сроке службы.

Литература

1. Электроника и радиофизика миллиметровых и субмиллиметровых радиоволн / Под ред. А. Я. Усикова. Киев: Наукова думка, 1986. 386 с.

2. Ерёмка В.Д., Кулагин О.П., Науменко В.Д. Разработка и исследование магнетронов в Институте радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова и Радиоастрономическом институте НАН Украины // Радиофизика и электроника: Сб. научн. тр. НАН Украины. Харьков: ИРЭ им. А.Я.Усикова. 2004. Т.9, спец. вы- пуск. C. 42.

3. Velazco Jose E. Miniature sub-millimeter wave magnetron oscillator // Final Report No MTI 09-1-003, Microwave Technologies Incorporated. Project Number R-51449ELSB2061791. Army Contract No W911NF-06-C-0084. 2008. 15 p.

4. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. М.: «Высшая школа», 1972. Т. II. 376 с.

5. Ерёмка В.Д., Науменко В.Д. Исследование и разработка магнетронов миллиметрового диапазона в Харькове // Успехи современной радиоэлектроники. 2008, No 4. С. 23.

6. Kulagin O.P., Yeryomka V.D. Optimal conditions for drift-orbital resonance in M-type devices // IEEE Trans. on Plasma Science. 2004. Vol. 32, No 3. P. 1181.

7. Ерёмка В.Д., Копоть М.А., Кулагин О.П. Выбор оптимальных параметров низковольтного магнетрона K-диапазона с холодным вторично-эмиссионным катодом // Труды 19-й Международной Крымской конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2009). 14–18 сентября 2009. Севастополь: Вебер, 2009. Т. 1. С. 205.

8. Kim J.-I., Jeon S.-G., Kim G.-J., Kim J., Yeryomka V.D., Kulagin O.P., Tishchenko A.S., and Naumenko V.D. Investigation of millimeter-wavelength 20-Vane spatial-harmonic magnetron using three-dimensional particle-in-cell simulation // IEEE Trans. on Plasma Science. 2012. Vol. 40, No 8. P. 1966.

9. Гурко А.А. Магнетрон на высших пространственных гармониках π-вида колебаний // Радиофизика и радиоастрономия. 2000. Т. 5, No 2. С. 148.

10. Ерёмка В.Д., Кулагин О.П., Ким Ю.И. Терагерцовый генератор М-типа: Геометрия колебательного контура // Труды 24-й Международной Крымской конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2014). 7–13 сентября 2014. Севастополь: Вебер, 2014. Т. 1. С. 211.

Статус: 
одобрено к публикации
Краткое содержание (PDF):