Научный архив: статьи

В релятивистской СВЧ‐электронике существует проблема использования больших токов релятивистских электронных пучков (РЭП), т. е. удается использовать пучки с током меньшим, чем токи действующих сильноточных ускорителей. Показана возможность увеличения мощности генерируемого в плазменном релятивистском генераторе (ПРГ) СВЧ‐излучения за счет увеличения абсолютного значения тока. При токах пучка, близких к значению предельного вакуумного тока, эффективность СВЧ‐генерации уменьшается, поэтому рассмотрены схемы ПРГ с высоким значением предельного вакуумного тока, т. е. схемы с малым зазором между трубчатым РЭП и стенкой волновода. В работе рассмотрены результаты эксперимента и численного моделирования.

С помощью численного моделирования изучались особенности и режимы работы плазменной несимметричной вибраторной антенны конечной длины и диаметра на частоте сигнала f0 = 1,7 ГГц. Концентрация плазмы изменялась в пределах двух порядков, результаты расчетов сравнивались с аналогичной металлической антенной. Получены распределения составляющих электрических полей антенн в ближней зоне и диаграммы направленности. Приведены диаграммы направленности металлического вибратора, полученные в результате измерения и моделирования в двух программах.

Работа является продолжением цикла работ по созданию широкополосных плазменных СВЧизлучателей на основе гладкого волновода. Рассмотрены различные методы создания СВЧисточников. Рассматривались различные способы разрыва обратной связи для получения сплошного спектра СВЧ-излучения. Показан переход плазменного релятивистского генератора в режим усилителя шума при изменении параметров численного расчета. Результаты проведенных численных экспериментов позволяют определить параметры экспериментальных установок, которые планируется создать и исследовать в следующих работах. В случае, когда время прохождения волны по длине генератора превышает длительность импульса РЭП, спектр СВЧ-излучения сплошной. Если же время прохождения существенно меньше длительности импульса, то наблюдается излучение линейчатых спектров на частотах, при которых длина генератора кратна числу полуволн, так как генерация происходит на продольных типах волн плазменного генератора. Достигнута перестройка средней частоты излучения от 3 до 9 ГГЦ в обоих экспериментах на уровне мощности порядка 40 МВт.