32 ГГц МАГНЕТРОН С ХОЛОДНЫМ КАТОДОМ НА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ГАРМОНИКАХ – АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ В РАМКАХ НЕЛИНЕЙНОЙ МОДЕЛИ И 3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ

Проведена аналитическая оценка оптимальных параметров импульсного магнетрона с холодным вторично-эмиссионным катодом – генератора электромагнитного излучения на частоте 32 ГГц при анодном напряжении 8 кВ и магнитном поле около 0.4 Тл. Установлено, что выбранная геометрия пространства взаимодействия магнетрона может обеспечивать взаимодействие электронов с высокочастотным полем как (1)-й пространственной гармоники колебаний π/2-вида, так и (+1)-й пространственной гармоники колебаний π-вида в режиме дрейфово-орбитального резонанса. Трёхмерное численное моделирование процессов взаимодействия в таком генераторе показывает, что обе модификации  прибора способны обеспечить требуемые энергетические характеристики. Подтверждена возможность применения предложенной нелинейной аналитической модели приоценке рабочих параметров неклассических приборов М-типа на пространственных гармониках.

 
Литература

1. Грицаенко С.В., Ерёмка В.Д., Копоть М.А., Кулагин О.П. и др. Многорезонаторные магнетроны с холодным вторично-эмиссионным катодом: Достижения, проблемы и перспективы // Радиофизика и электроника. Сборник научных трудов ИРЭ им. А.Я. Усикова НАН Украины. 2004. Т. 10, спец. вып. С. 499.

2. Шлифер Э.Д. Расчет многорезонаторных магнетронов. М.: МЭИ, 1966. 143 с.

3. Бабенко М. И., Вигдорчик И. М., Половин Р. В., Яновский М.С. Магнетрон с боковым катодом. Препринт No 31. Харьков: Изд. ИРЭ АН УССР, 1974. 47 с.

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

5. Кулагин О.П., Ерёмка В.Д. Дрейфово-орбитальные режимы в магнетронных генераторах миллиметровых волн // Радиофизика и электроника. Харьков: Институт радиофизики и электроники НАН Украины. 2003. Т. 8, No 3. С. 81.

6. Avtomonov N.I., Sosnytskiy S.V., Vavriv D.M. Dependence of magnetron characteristics on the secondary-emission yield of cold cathode // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Плазменная электроника и новые методы ускорения (5). 2006. No 5. C. 225.

7. Красников М.Ю. О резонансном взаимодействии в цилиндрическом магнетроне // Изв. вузов. Радиофизика. 1980. Т. XXIII, No 1. С. 113.

8. Капица П.Л. Электроника больших мощностей. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 195 с.

9. Вайнштейн Л.А. Лекции по сверхвысокочастотной электронике / Л.А. Вайнштейн, В.А. Солнцев. М.: Сов. Радио, 1973. 400 с.: ил.

10. Yeryomka V.D., Kopot’ M.A., Kulagin O.P., Tishchenko A.S., Naumenko V.D.,  Suvorov A.N., Jung-Il Kim. Simulation and experimental breadboarding of 35 GHz spatial harmonic magnetrons with cold cathode // 20-я Международная Крымская конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2010), Украина, 2010, Труды конф. Т. 1. С. 310.

11. Rodney J., Vaughan M. A new formula for secondary emission yield// IEEE Trans-action on electron devices. September 1989. Vol. 36, No 9. P. 1963.

12. Rodney J., Vaughan M. Secondary emission formulas// IEEE Transaction on electron devices. April 1993. Vol. 40, No 4. P. 830.

Статус: 
одобрено к публикации
Краткое содержание (PDF):