2007, том 12, спец. выпуск

 

 

КЛИНОТРОНУ - 50

 

Кириченко А. Я., Яковенко В.М.

5-13

В работе кратко представлено результаты по созданию вакуумных широкодиапазонных генераторов электромагнитных волн в миллиметровом диапазоне электромагнитного спектра и по исследованию эффекта повышения энергообмена электронного потока с замедленной волной при его наклоне на поверхность периодической структуры. Эти исследования были начаты в Институте радиофизики и электроники Академии наук Украины в 1956 году. Указано на резонансное влияние этих исследований на работы, проводимые в других институтах при разработке генераторов других типов. Указано на особенности возбуждения электромагнитного излучения при падении электронного потока под скользящими углами не только на поверхность периодических структур, но также на гладкие и шероховатые металлические поверхности при возбуждении переходного излучения. Приведены характеристики разработанных клинотронов и результаты их мелкосерийного производства, обеспечивающих радиофизические исследования и разработку электронной и радиотехнической аппаратуры

 

 

КЛИНОТРОН КАК ОБЪЕКТ ВОСПОМИНАНИЙ

 

Корниенко Ю. В.

14-20

 

 

У ИСТОКОВ КЛИНОТРОНА

 

Чурилова С. А.

21

 

 

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НАКЛОННОГО ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА С ПОВЕРХНОСТНОЙ ВОЛНОЙ (ТЕОРИЯ КЛИНОТРОНА)

 

Конторович В. М., Малеев В. Я.

22-34

 

 

ТЕОРИЯ КЛИНОТРОНА

 

Ваврив Д. М.

35-47

Представлен обзор теоретических результатов по развитию самосогласованной нелинейной теории клинотрона. Дан вывод математической модели клинотрона, рассмотрены условия возбуждения колебаний и стационарный режим колебаний с учетом влияния поля пространственного заряда и температурных эффектов. Проанализированы потенциальные возможности клинотрона с точки зрения дальнейшего повышения рабочей частоты и выходной мощности

 

 

О ДВИЖЕНИИ ЭЛЕКТРОННОГО ПОТОКА В ВЫСОКОЧАСТОТНОМ ПОЛЕ ЗАМЕДЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ КЛИНОТРОНА

 

Корниенко Ю. В., Масалов Д. С.

48-53

С целью изучения обмена энергией между электронным пучком и высокочастотным полем в клинотроне рассматривается движение первоначально однородного электронного пучка в продольном электрическом поле замедленной электромагнитной волны с амплитудой, экспоненциально нарастающей вдоль траектории электрона. Проведено сравнение решений: полученных численно и аналитически методом возмущений по малой амплитуде в шестом приближении. Показано, что погрешность приближённого решения мала при небольших значениях угла пролёта и катастрофически нарастает, начиная с некоторого его значения. Кратко обсуждается природа «клинотронного эффекта»

 

 

ОПТИМИЗАЦИЯ ФАЗОВОЙ СКОРОСТИ ВОЛНЫ В ОРОТРОНЕ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА С НАКЛОННЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ ПОТОКОМ

 

Еремка В. Д., Кураев А. А., Синицын А. К.

54-58

Описаны результаты математического моделирования и оптимизации параметров оротрона с регулярным и нерегулярным периодами отражающей дифракционной решетки типа «гребенка». Описана разработанная методика оптимизации закона изменения периода «гребенки» на основе аппарата атомарных функций. Решение задачи оптимального управления осуществлено с учетом встречной волны. Для повышения эффективности энергообмена между электронным потоком и электромагнитным полем открытого резонатора применен «клинотронный эффект». Показано, что при углах  наклона электронного потока к рабочей поверхности «гребенки» при оптимизированном законе изменения ее периода электронный КПД оротрона достигает 70%, тогда как при  максимальный КПД не превосходит 50%

 

 

ВЗАИМОДЕЙСТВЕ ЭЛЕКТРОНОВ С ПОПЕРЕЧНОЙ И ПРОДОЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩИМИ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ПОЛЯ В ГЕНЕРАТОРАХ ТИПА КЛИНОТРОН

 

Мильчо М. В.

59-70

Теоретически исследована новая физическая модель процесса взаимодействия электронов с ВЧ полем вблизи самой поверхности замедляющей системы с учетом реального распределения ВЧ полей. Показано, что взаимодействие с поперечным электрическим полем вызывает избирательное оседание электронов на ламелях гребенки, а в щелевых резонаторах происходит отбор мощности от уже промодулированного по плотности электронного потока. Объяснен экспериментально наблюдаемый в клинотронах почти полный синхронизм электронов с пространственной гармоникой поля. Показана возможность работы клинотрона в режимах с очень большими углами пролета электронами щелевых резонаторов

 

 

МНОГОВОЛНОВЫЙ РЕЗОНАНСНЫЙ КЛИНОТРОН МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА

 

Ефимов Б. П.

71-80

Описаны физические принципы построения вакуумных источников электромагнитных колебаний непрерывного действия, излучающие СВЧ энергию одновременно на нескольких несущих частотах в миллиметровом диапазоне. Рассмотрены вопросы согласования генератора с нагрузкой, управления уровнем выходной мощности и частотой, расчёта дисперсионных зависимостей и использования резонансных эффектов в периодических структурах, а также фокусировки электронных пучков в неоднородном магнитном поле. Приведены частотные характеристики и выходные параметры приборов

 

 

УМНОЖИТЕЛИ ЧАСТОТЫС НАКЛОННЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ ПОТОКОМ

 

Ерёмка В. Д.

81-103

В последние годы диапазон терагерцевых (ТГц) частот вызывает повышенный интерес, что проявляется в росте числа публикаций в научной литературе. В статье обсуждаются возможности применения принципа умножения частоты при построении вакуумных источников электромагнитного излучения с наклонным электронным потоком в коротковолновых диапазонах, в том числе и в диапазоне ТГц. Описаны результаты моделирования и экспериментального исследования умножителей частоты миллиметрового диапазона, в частности умножительных клинотронов, умножительных оротронов и умножительных орботронов с высокими коэффициентами умножения частоты k f = 15. Описаны результаты экспериментального исследования умножителя частоты миллиметрового диапазона, каскадом отбора мощности которого служит электродинамическая система в виде призматического резонатора с периодической структурой типа "гребенка". Электродинамическая система возбуждалась на высших типах колебаний. Показана возможность работы каскада отбора мощности такого умножителя в диапазоне частот, который значительно превышает октаву, что обеспечивает коэффициент преобразования частоты больше 10. Приведены энергетические и частотные характеристики умножителей частоты. Экспериментально подтверждена перспективность применения описанных схем построения для создания источников электромагнитного излучения с перестройкой частоты в диапазоне ТГц

 

 

БЕСТОКОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЧАСТОТОЙ КЛИНОТРОНА,ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО КОСУЮ ГРЕБЕНКУ

 

Солодовник В.А.

104-108

Исследованы особенности нового способа управления частотой автоколебаний клинотрона с помощью специального электрода, расположенного в пространстве взаимодействия электронного потока с полями периодической структуры. Характерной особенностью этого способа является быстрое управление частотой выходного сигнала без заметных затрат мощности в цепи управления. Доказано, что в качестве замедляющей системы такой способ должен использовать плоские косые периодические структуры. Показана возможность управления крутизной модуляционной характеристики

 

 

ГЕНЕРАТОРЫ СТОХАСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ НА ЛОВ-КЛИНОТРОНЕ ДЛЯ СИСТЕМ СКРЫТНОЙ СВЯЗИ, РАДИОПРОТИВОДЕЙСТВИЯ И РАДИОМАСКИРОВКИ В МИЛЛИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ

 

Ефимов Б. П.

109-116

Описаны результаты экспериментальных исследований нескольких способов возбуждения шумовых колебаний на ЛОВ-клинотроне в миллиметровом диапазоне радиоволн. Приведены электрические режимы и характеристики шумовых сигналов в зависимости от ряда параметров колебательных систем. Сделан сравнительный анализ спектральных характеристик разработанных макетов в миллиметровом диапазоне

 

 

ОРТОКЛИНОТРОННЫЙ ЭФФЕКТ

 

Кириченко А. Я.

117- 121

Экспериментально показана возможность повышения эффективности возбуждения поверхностной волны ленточным электронным потоком. Потому что электроны пучка движутся по винтовым траекториям, эффект достигается за счет введения пучка под углом к Е-вектору высокочастотного поля в плоскости замедляющей системы (ортоклинотронный эффект)

 

 

АНАЛИЗ ТРЕХМЕРНЫХ ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ МЕТОДА ОБОБЩЕННЫХ МАТРИЦ РАССЕЯНИЯ

 

Кириленко А. А., Сенкевич С. Л., Стешенко С. А.

122-129

Построены строгие полноволновые модели для дисперсионного анализа трехмерных периодических замедляющих систем с использованием данных об S-матрицах отдельных элементов. Последние получены на основе обобщенного метода частичных областей с предварительным поиском полных волноводных базисов для отдельных фрагментов замедляющей системы. Исследованы характеристики алгоритмов и даны примеры расчета гребенчатых структур, используемых в клинотронах

 

 

ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫХОДНОГО УСТРОЙСТВА КЛИНОТРОНА

 

Пишко О. Ф., Чумак В. Г., Чурилова С. А.

130-133

Численным методом исследованы электродинамические характеристики устройства вывода энергии из клинотрона. Представлены результаты расчета параметров матрицы рассеяния для модели внутренней (вакуумной) части клинотрона, проведено сравнение с экспериментальными данными