Экспериментальное исследование релятивистского магнетрона миллиметрового диапазона

Настоящая работа является продолжением исследований слаборелятивистского импульсного магнетрона миллиметровых волн [1, 2], целью которых была оптимизация электрических параметров прибора и выявление факторов, препятствующих его эффективной работе. Приводятся результаты экспериментального исследовани...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2014
Main Authors:	Бердин, С.А., Гадецкий, Н.П., Коренев, В.Г., Лебеденко, А.Н., Марченко, М.И., Магда, И.И., Мележик, О.Г., Сошенко, В.А., Чижов, К.В., Терехин, С.Н.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України 2014
Series:	Радіофізика та електроніка
Subjects:	Вакуумная и твердотельная электроника
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/106052
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Экспериментальное исследование релятивистского магнетрона миллиметрового диапазона / С.А. Бердин, Н.П. Гадецкий, В.Г. Коренев, А.Н. Лебеденко, М.И. Марченко, И.И. Магда, О.Г. Мележик, В.А. Сошенко, К.В. Чижов, С.Н. Терехин // Радіофізика та електроніка. — 2014. — Т. 5(19), № 1. — С. 62-65. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-106052
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1060522025-02-23T18:07:34Z Экспериментальное исследование релятивистского магнетрона миллиметрового диапазона Експериментальне дослідження релятивістського магнетрона міліметрового діапазону Experimental investigation of a millimeter wave relativistic magnetron Бердин, С.А. Гадецкий, Н.П. Коренев, В.Г. Лебеденко, А.Н. Марченко, М.И. Магда, И.И. Мележик, О.Г. Сошенко, В.А. Чижов, К.В. Терехин, С.Н. Вакуумная и твердотельная электроника Настоящая работа является продолжением исследований слаборелятивистского импульсного магнетрона миллиметровых волн [1, 2], целью которых была оптимизация электрических параметров прибора и выявление факторов, препятствующих его эффективной работе. Приводятся результаты экспериментального исследования условий возбуждения 48-резонаторного релятивистского магнетрона 8-мм диапазона (РМ8), в ходе которого определялись частота и типы колебаний, измерялись зависимости интенсивности генерации от величины внешних статических Е- и Н-полей. Обнаружено, что в широком диапазоне значений внешних полей основным типом колебаний для исследуемого диапазона частот 37...41 ГГц является π-вид. Также приводятся результаты оптимизации рабочих режимов генерации (импульсного высоковольтного напряжения U0 и индукции внешнего магнитного поля B0) в зависимости от геометрических параметров пространства взаимодействия магнетрона, а именно – от размеров катода и величины зазора dca между катодом и анодом. Ил. Ця робота є продовженням досліджень слаборелятивістського імпульсного магнетрона міліметрових хвиль [1, 2], які мали на меті оптимізацію електричних параметрів пристрою та визначення факторів, які перешкоджають його ефективному функціонуванню. Наведено результати експериментального дослідження умов збудження 48-резонаторного релятивістського магнетрона 8-мм діапазону (РМ8), в ході якого було визначено частоту та типи коливань, виміряно залежності інтенсивності генерації від величини зовнішніх статичних Е- і Н-полів. Виявлено, що у широкому діапазоні значень зовнішніх полів основним типом коливань для досліджуваного діапазону частот 37...41 ГГц є π-вид. Також наведено результати оптимізації робочих режимів генерації (імпульсної високовольтної напруги U0 та індукції зовнішнього магнітного поля B0) у залежності від геометричних параметрів простору взаємодії магнетрона, а саме – від розмірів катода і величини проміжку між катодом і анодом dca. In this work the authors continue their investigation of a millimeter wave weakly relativistic pulse magnetron [1, 2], aimed at the optimization of electric parameters of the device and pointing out the disturbing factors in its efficient performance. The research is illustrated by experimental results featuring the excitation conditions of an 8-mm relativistic magnetron consisting of 48 resonators (RM8). The experiment sought to define oscillations’ frequency and modes and to obtain numerical values of the relations between the generation intensity and the magnitudes of the external static Е- and Н-fields. It was revealed that, over a wide value range of the external fields, the π-mode is the principal oscillation mode of the frequency range under study (37...41 GHz). The paper also reports the results of optimizing the operation modes of generation (pulse highvoltage U0 and external magnetic field induction B0) and their dependence on the geometric parameters of magnetron’s interaction space, namely on cathode’s dimension and the distance between the cathode and anode dса. 2014 Article Экспериментальное исследование релятивистского магнетрона миллиметрового диапазона / С.А. Бердин, Н.П. Гадецкий, В.Г. Коренев, А.Н. Лебеденко, М.И. Марченко, И.И. Магда, О.Г. Мележик, В.А. Сошенко, К.В. Чижов, С.Н. Терехин // Радіофізика та електроніка. — 2014. — Т. 5(19), № 1. — С. 62-65. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1028-821X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/106052 535.33:621.372 ru Радіофізика та електроніка application/pdf Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Вакуумная и твердотельная электроника Вакуумная и твердотельная электроника
spellingShingle	Вакуумная и твердотельная электроника Вакуумная и твердотельная электроника Бердин, С.А. Гадецкий, Н.П. Коренев, В.Г. Лебеденко, А.Н. Марченко, М.И. Магда, И.И. Мележик, О.Г. Сошенко, В.А. Чижов, К.В. Терехин, С.Н. Экспериментальное исследование релятивистского магнетрона миллиметрового диапазона Радіофізика та електроніка
description	Настоящая работа является продолжением исследований слаборелятивистского импульсного магнетрона миллиметровых волн [1, 2], целью которых была оптимизация электрических параметров прибора и выявление факторов, препятствующих его эффективной работе. Приводятся результаты экспериментального исследования условий возбуждения 48-резонаторного релятивистского магнетрона 8-мм диапазона (РМ8), в ходе которого определялись частота и типы колебаний, измерялись зависимости интенсивности генерации от величины внешних статических Е- и Н-полей. Обнаружено, что в широком диапазоне значений внешних полей основным типом колебаний для исследуемого диапазона частот 37...41 ГГц является π-вид. Также приводятся результаты оптимизации рабочих режимов генерации (импульсного высоковольтного напряжения U0 и индукции внешнего магнитного поля B0) в зависимости от геометрических параметров пространства взаимодействия магнетрона, а именно – от размеров катода и величины зазора dca между катодом и анодом. Ил.
format	Article
author	Бердин, С.А. Гадецкий, Н.П. Коренев, В.Г. Лебеденко, А.Н. Марченко, М.И. Магда, И.И. Мележик, О.Г. Сошенко, В.А. Чижов, К.В. Терехин, С.Н.
author_facet	Бердин, С.А. Гадецкий, Н.П. Коренев, В.Г. Лебеденко, А.Н. Марченко, М.И. Магда, И.И. Мележик, О.Г. Сошенко, В.А. Чижов, К.В. Терехин, С.Н.
author_sort	Бердин, С.А.
title	Экспериментальное исследование релятивистского магнетрона миллиметрового диапазона
title_short	Экспериментальное исследование релятивистского магнетрона миллиметрового диапазона
title_full	Экспериментальное исследование релятивистского магнетрона миллиметрового диапазона
title_fullStr	Экспериментальное исследование релятивистского магнетрона миллиметрового диапазона
title_full_unstemmed	Экспериментальное исследование релятивистского магнетрона миллиметрового диапазона
title_sort	экспериментальное исследование релятивистского магнетрона миллиметрового диапазона
publisher	Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України
publishDate	2014
topic_facet	Вакуумная и твердотельная электроника
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/106052
citation_txt	Экспериментальное исследование релятивистского магнетрона миллиметрового диапазона / С.А. Бердин, Н.П. Гадецкий, В.Г. Коренев, А.Н. Лебеденко, М.И. Марченко, И.И. Магда, О.Г. Мележик, В.А. Сошенко, К.В. Чижов, С.Н. Терехин // Радіофізика та електроніка. — 2014. — Т. 5(19), № 1. — С. 62-65. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
series	Радіофізика та електроніка
work_keys_str_mv	AT berdinsa éksperimentalʹnoeissledovanierelâtivistskogomagnetronamillimetrovogodiapazona AT gadeckijnp éksperimentalʹnoeissledovanierelâtivistskogomagnetronamillimetrovogodiapazona AT korenevvg éksperimentalʹnoeissledovanierelâtivistskogomagnetronamillimetrovogodiapazona AT lebedenkoan éksperimentalʹnoeissledovanierelâtivistskogomagnetronamillimetrovogodiapazona AT marčenkomi éksperimentalʹnoeissledovanierelâtivistskogomagnetronamillimetrovogodiapazona AT magdaii éksperimentalʹnoeissledovanierelâtivistskogomagnetronamillimetrovogodiapazona AT meležikog éksperimentalʹnoeissledovanierelâtivistskogomagnetronamillimetrovogodiapazona AT sošenkova éksperimentalʹnoeissledovanierelâtivistskogomagnetronamillimetrovogodiapazona AT čižovkv éksperimentalʹnoeissledovanierelâtivistskogomagnetronamillimetrovogodiapazona AT terehinsn éksperimentalʹnoeissledovanierelâtivistskogomagnetronamillimetrovogodiapazona AT berdinsa eksperimentalʹnedoslídžennârelâtivístsʹkogomagnetronamílímetrovogodíapazonu AT gadeckijnp eksperimentalʹnedoslídžennârelâtivístsʹkogomagnetronamílímetrovogodíapazonu AT korenevvg eksperimentalʹnedoslídžennârelâtivístsʹkogomagnetronamílímetrovogodíapazonu AT lebedenkoan eksperimentalʹnedoslídžennârelâtivístsʹkogomagnetronamílímetrovogodíapazonu AT marčenkomi eksperimentalʹnedoslídžennârelâtivístsʹkogomagnetronamílímetrovogodíapazonu AT magdaii eksperimentalʹnedoslídžennârelâtivístsʹkogomagnetronamílímetrovogodíapazonu AT meležikog eksperimentalʹnedoslídžennârelâtivístsʹkogomagnetronamílímetrovogodíapazonu AT sošenkova eksperimentalʹnedoslídžennârelâtivístsʹkogomagnetronamílímetrovogodíapazonu AT čižovkv eksperimentalʹnedoslídžennârelâtivístsʹkogomagnetronamílímetrovogodíapazonu AT terehinsn eksperimentalʹnedoslídžennârelâtivístsʹkogomagnetronamílímetrovogodíapazonu AT berdinsa experimentalinvestigationofamillimeterwaverelativisticmagnetron AT gadeckijnp experimentalinvestigationofamillimeterwaverelativisticmagnetron AT korenevvg experimentalinvestigationofamillimeterwaverelativisticmagnetron AT lebedenkoan experimentalinvestigationofamillimeterwaverelativisticmagnetron AT marčenkomi experimentalinvestigationofamillimeterwaverelativisticmagnetron AT magdaii experimentalinvestigationofamillimeterwaverelativisticmagnetron AT meležikog experimentalinvestigationofamillimeterwaverelativisticmagnetron AT sošenkova experimentalinvestigationofamillimeterwaverelativisticmagnetron AT čižovkv experimentalinvestigationofamillimeterwaverelativisticmagnetron AT terehinsn experimentalinvestigationofamillimeterwaverelativisticmagnetron
first_indexed	2025-11-24T06:07:25Z
last_indexed	2025-11-24T06:07:25Z
_version_	1849650782556651520
fulltext	ВВААККУУУУММННААЯЯ ИИ ТТВВЕЕРРДДООТТЕЕЛЛЬЬННААЯЯ ЭЭЛЛЕЕККТТРРООННИИККАА _________________________________________________________________________________________________________________ __________ ISSN 1028−821X Радиофизика и электроника. 2014. Т. 5(19). № 1 © ИРЭ НАН Украины, 2014 УДК 535.33:621.372 С. А. Бердин, Н. П. Гадецкий, В. Г. Коренев, А. Н. Лебеденко, М. И. Марченко, И. И. Магда, О. Г. Мележик, В. А. Сошенко, К. В. Чижов, С. Н. Терехин, А. С. Тищенко Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины, Харьков, Украина *Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины 12, ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085, Украина E-mail: magda@kipt.kharkov.ua ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЛЯТИВИСТСКОГО МАГНЕТРОНА МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА Настоящая работа является продолжением исследований слаборелятивистского импульсного магнетрона миллиметровых волн [1, 2], целью которых была оптимизация электрических параметров прибора и выявление факторов, препятствующих его эф- фективной работе. Приводятся результаты экспериментального исследования условий возбуждения 48-резонаторного релятивист- ского магнетрона 8-мм диапазона (РМ8), в ходе которого определялись частота и типы колебаний, измерялись зависимости интен- сивности генерации от величины внешних статических Е- и Н-полей. Обнаружено, что в широком диапазоне значений внешних полей основным типом колебаний для исследуемого диапазона частот 37...41 ГГц является π-вид. Также приводятся результаты оптимизации рабочих режимов генерации (импульсного высоковольтного напряжения U0 и индукции внешнего магнитного поля B0) в зависимости от геометрических параметров пространства взаимодействия магнетрона, а именно – от размеров катода и величины зазора dca между катодом и анодом. Ил. 5. Библиогр.: 4 назв. Ключевые слова: релятивистский импульсный магнетрон, миллиметровый диапазон, резонаторная система, диспер- сионная характеристика. 1. Экспериментальная установка. На рис. 1 схематически представлено устройство 48-резонаторного релятивистского магнетрона 8-мм диапазона магнетрона (РМ8). Высоко- вольтное импульсное питание магнетрона (U0 = 100...350 кВ, tP = 35...40 нс) осуществлялось от двойной формирующей линии с выходным импедансом 16 Ом, подключенной к коаксиаль- ному вакуумному диоду через вакуумный изоля- тор 1. Сменный цилиндрический катод 4 из не- ржавеющей стали крепился на длинной катодной ножке 3 диаметром 12 мм из того же материала. Анодный блок, выполненный в виде равнорезо- наторной замедляющей системы, помещен в цен- тре цилиндрического вакуумного сверхразмерно- го волновода 7. Дифракционный (аксиальный) вывод СВЧ-излучения осуществляется через ко- нический рупор 6, размещенный в волноводе 7. В торце волновода расположено радиопрозрачное окно. Волновод круглого сечения изготовлен также из нержавеющей стали и имеет размеры dW = 80 мм, LW = 600 мм. Вдоль его наружных стенок расположен импульсный соленоид 2, создающий магнитное поле с индукцией до В0 = 0,8 Тл. Краевые поля соленоида рассчитыва- лись с учетом минимизации попадания электронов, эмитированных различными участками катодной ножки 3, на диэлектрические поверхности изоля- тора вакуумного диода и выходного ВЧ-окна. Расчет магнетрона на заданное напряже- ние U0 и длину волны генерируемых колебаний λ основан на традиционных методах [3, 4], преду- сматривающих задание числа резонаторов N и вида колебаний резонаторной системы, выбор геометрии ЭДС (диаметров анода da, катода dc и размеров резонаторов), определение дисперсион- ной характеристики и рабочих режимов. Рис. 1. Схема релятивистского магнетрона: 1 – изолятор ваку- умного диода; 2 – импульсный соленоид; 3 – катодная ножка; 4 – катод; 5 – анодный блок; 6 – рупор; 7 – сверхразмерный волновод Для экспериментального исследования магнетрона в предполагаемом диапазоне частот 36...38 ГГц использовалась замедляющая система, с диаметром анода da = 22 мм и числом резонато- ров N = 48. При этом период системы был равен 1,44 мм, толщина ламелей 0,6 мм и глубина резо- наторов 1,38 мм. Диаметр катода dc в одном случае был равен 12 мм, в другом – 14 мм и в третьем – 16 мм, соответственные величины зазо- ра катод–анод dса – 5 мм, 4 мм и 3мм. Предпола- галось, что РМ8 работает на пространственных гармониках π- и π/2-видов. Результаты измерений распределения ВЧ-поля в «холодной» резонатор- ной системе, проведенные зондовым методом в заданном частотном диапазоне, подтвердили возможность возбуждения колебаний как π-, так и π/2-вида. 1 2 3 4 5 6 7 С. А. Бердин и др. / Экспериментальное исследование ралятивистского… _________________________________________________________________________________________________________________ 63 Результаты расчетов дисперсионной ха- рактеристики РМ8, соответствующие выбранным рабочим частотам и видам колебаний, представ- лены на рис. 2. Рис. 2. Дисперсионная диаграмма РМ8 для dca = 4 мм и dca = 5 мм. По оси абсцисс указана разность фаз поля между соседними резонаторами замедляющей системы Области рабочих режимов, рассчитанные для различных значений зазора катод–анод, при- ведены на рис. 3 вместе с экспериментальными данными. Для исследования влияния объемного за- ряда сильноточного электронного потока на ра- бочие характеристики магнетрона проведено численное 3D-моделирование динамики взаимо- действия «волна – электронный поток» методом крупных частиц. Численные эксперименты в основном подтвердили правильность выбранных параметров замедляющей системы и рабочих режимов. В то же время было отмечено увеличе- ние частоты генерации (до 39 ГГц и более) по сравнению с данными расчета. Было обнаружено преимущественное возбуждение типов колеба- ний, близких к π-виду (n = 22÷24). Кроме π-вида колебаний в исследуемом диапазоне частот при некоторых значениях U0 и B0 при моделировании наблюдалась генерация полей существенно меньшей интенсивности в модах, близких к π/2. 2. Экспериментальное исследование РМ8. Расчетные режимы генерации РМ8 сравнивались с экспериментальными данными, полученными при измерениях интенсивности СВЧ-излучения для различных значений питающего напряже- ния U0, индукции магнитного поля B0 и величины промежутка катод–анод dса (рис. 3). ___________________________________________ а) б) в) г) д) е) Рис. 3. Диаграммы рабочих режимов РМ8 (а–в) и интенсивность излучения при различных U0 и В0 (г–е) для зазоров dса = 3 мм (а, г), 4 мм (б, д) и 5 мм (в, е) ___________________________________________ Для удобства определения вида колеба- ния на расчетных диаграммах рабочих режимов (рис. 3, а–в) заштрихованы области, соответст- вующие экспериментальным значениям U0 и B0, для которых приведены зависимости СВЧ-поля (U0, B0) (рис. 3, г–е). Полученные данные свидетельствуют о следующем: 50 40 30 20 10 0 0 π/2 π 3π/2 2π Разность фаз, рад 1 Ча ст от а, Г Гц 2 3 4 1 – U = 200 кВ d = 4 мм 2 – U = 200 кВ d = 5 мм 3 – U = 150 кВ d = 4 мм 4 – U = 150 кВ d = 5 мм 0,3 0,2 0,1 0,0 800 600 400 200 0 Н ап ря ж ен ие , к В И нт ен си вн ос ть С В Ч, о тн .е д. 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 Магнитная индукция, Тл Магнитная индукция, Тл Магнитная индукция, Тл С. А. Бердин и др. / Экспериментальное исследование ралятивистского… _________________________________________________________________________________________________________________ 64 – рабочая область генерации РМ8 при задан- ных U0 и dса характеризуется хорошо выражен- ным максимумом магнитной индукции Bмах; – при уменьшении dса значение Bмах увеличива- ется, так как изменяются условия синхронизма замедленной волны с дрейфовым движением час- тиц: vph ≈ vD = cE0/B0 (фазовая скорость волны близ- ка к скорости азимутального дрейфа электронов); – практически во всех режимах при малых значениях магнитной индукции нарушаются рас- четные условия халловской отсечки, типичные для традиционных магнетронов; существование генерации в этом диапазоне значений B0 можно объяснить только искажением ларморовских траекторий частиц из-за меньшей величины эф- фективного электрического поля вблизи анодного блока (по сравнению с прямым расчетом Е ≈ U0/dса); этот эффект усиливается при меньших зазорах, указывая на усиление действия полей объемного заряда либо ВЧ-полей вблизи резона- торов; – основным видом колебаний во всех режимах является π-вид. Возможность работы на π/2-виде существует только для «низковольтных» режимов и больших зазоров dса = 5 мм, т. е при меньших скоростях дрейфа vD. Одновременно с помощью набора поло- совых волноводных фильтров проводилось изме- рение частоты излучения магнетрона в диапазоне частот 35...38,5 ГГц. Данные этих измерений приведены на рис. 4. Рис. 4. Смещение частоты генерации при изменении величи- ны зазора катод–анод Как видно, изменения частоты генерации хорошо соответствуют изменениям U0 и B0, что подтверждает расчетные данные fСВЧ(U0, B0) и выбранные режимы работы (см. рис. 3). Действи- тельно, меньшие электрические и большие маг- нитные поля приводят к замедлению дрейфа по- тока частиц и, соответственно, к уменьшению частоты генерации на колебаниях π-вида основ- ной пространственной гармоники. Интересно отметить, что почти во всех наблюдаемых режимах реализовался один и тот же тип колебаний. На рис. 5 приведена фотогра- фия катода с dc = 16 мм (dса = 3 мм), на котором благодаря локальным СВЧ-пробоям проявились очертания ламелей замедляющей системы и места пучностей электрического СВЧ-поля вблизи ре- зонаторов. Следы пробоев у края резонаторов идут через один след от ламелей замедляющей системы, что позволяет классифицировать тип колебаний как π-вид. Рис. 5. Фотография катода со следами СВЧ-пробоев: 1 – очер- тания ламелей замедляющей системы; 2 – пучности СВЧ-поля Выводы. Результаты исследования РМ8 продемонстрировали в основном хорошее со- ответствие расчетным значениям и данным 3D-моделирования. При рабочих зазорах катод– анод от 3 до 5 мм генерация происходила в диа- пазоне 36...39 ГГц, что соответствует возбужде- нию колебаний π-вида основной пространствен- ной гармоники. В то же время длительность им- пульса генерации tСВЧ, равная 3÷8 нс практически во всех режимах, была существенно меньше дли- тельности импульса питающего напряжения tP = 35 нс. Это свидетельствует о наличии факто- ров, негативно влияющих на работу прибора. Следы СВЧ-пробоев между анодом и катодом, а также расширение рабочих параметров (U0, B0) в область халловской отсечки свидетельствуют о высоком уровне СВЧ-полей, возбуждаемых в рабочем зазоре сильноточным потоком электронов. Можно сделать вывод, что в режиме развитой генерации на частицы пучка, кроме статических полей B0 и E0 ≈ U0 /dca действуют сравнимые по величине поля CВЧ-колебаний и объемного заря- да, которые существенно изменяют режимы воз- буждения полей в пространстве взаимодействия. Библиографический список 1. Релятивистский магнетрон миллиметрового диапазона / И. И. Магда, С. А. Бердин, Н. П. Гадецкий и др. // 18-я Междунар. Крымская конф. СВЧ-техника и телеком- 39 38 37 36 120 140 160 Напряжение, кВ Ча ст от а, Г Гц ² – dca = 3 мм – dca = 4 мм ¾ – dca = 4 мм 1 2 С. А. Бердин и др. / Экспериментальное исследование ралятивистского… _________________________________________________________________________________________________________________ 65 муникационные технологии (КрыМиКо’2008): материалы конф. – Севастополь, 2008. – С. 637–639. 2. Relativistic Magnetron of 8 mm Waveband / I. I. Magda, N. P. Gadetski, E. I. Kravtsova et al. // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Плазменная электрон. и новые ме- тоды ускорения. – 2008. – № 4. – С. 18–20. 3. Collins J. B. Microwave Magnetrons / J. B. Collins. – N. Y.: McGraw-Hill, 1948. – 806 р. 4. Прокопчук Ю. А. Собственные колебания резонаторной системы магнетронного типа / Ю. А. Прокопчук, В. Г. Соло- губ // Радиотехника: науч.-техн. сб. / Харьков. гос. ун-т. – Х., 1969. – Вып. 10. – С. 216–221. Рукопись поступила 24.10.2013. S. A. Berdin, N. P. Gadetski , V. G. Korenev, A. N. Lebedenko, M. I. Marchenko, I. I. Magda, O. G. Melezhik, V. A. Soshenko, K. V. Chizhov, S. N. Terekhin, A. S. Tishchenko EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF A MILLIMETER WAVE RELATIVISTIC MAGNETRON In this work the authors continue their investigation of a millimeter wave weakly relativistic pulse magnetron [1, 2], aimed at the optimization of electric parameters of the device and pointing out the disturbing factors in its efficient performance. The research is illustrated by experimental results featuring the excitation condi- tions of an 8-mm relativistic magnetron consisting of 48 resonators (RM8). The experiment sought to define oscillations’ frequency and modes and to obtain numerical values of the relations between the generation intensity and the magnitudes of the external static Е- and Н-fields. It was revealed that, over a wide value range of the exter- nal fields, the π-mode is the principal oscillation mode of the fre- quency range under study (37...41 GHz). The paper also reports the results of optimizing the operation modes of generation (pulse high- voltage U0 and external magnetic field induction B0) and their dependence on the geometric parameters of magnetron’s interaction space, namely on cathode’s dimension and the distance between the cathode and anode dса. Key words: relativistic pulse magnetron, millimeter wave band, cavity system, dispersion curve. С. А. Бердін, М. П. Гадецький, В. Г. Коренев, О. М. Лебеденко, М. І. Марченко, І. І. Магда, О. Г. Мележик, В. А. Сошенко, К. В. Чижов, С. М. Терьохін, А. С. Тіщенко ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЛЯТИВІСТСЬКОГО МАГНЕТРОНА МІЛІМЕТРОВОГО ДІАПАЗОНУ Ця робота є продовженням досліджень слабореляти- вістського імпульсного магнетрона міліметрових хвиль [1, 2], які мали на меті оптимізацію електричних параметрів при- строю та визначення факторів, які перешкоджають його ефек- тивному функціонуванню. Наведено результати експеримен- тального дослідження умов збудження 48-резонаторного релятивістського магнетрона 8-мм діапазону (РМ8), в ході якого було визначено частоту та типи коливань, виміряно залежності інтенсивності генерації від величини зовнішніх статичних Е- і Н-полів. Виявлено, що у широкому діапазоні значень зовнішніх полів основним типом коливань для дослід- жуваного діапазону частот 37...41 ГГц є π-вид. Також наведено результати оптимізації робочих режимів генерації (імпульсної високовольтної напруги U0 та індукції зовнішнього магнітного поля B0) у залежності від геометричних параметрів простору взаємодії магнетрона, а саме – від розмірів катода і величини проміжку між катодом і анодом dca. Ключеві слова: релятивістський імпульсний маг- нетрон, міліметровий діапазон, резонаторна система, диспер- сійна характеристика.

Экспериментальное исследование релятивистского магнетрона миллиметрового диапазона

Institution

Similar Items