Посредством численного моделирования продемонстрирован режим работы релятивистского черенковско-го СВЧ генератора типа твистрон на основе замедляющей системы лампы обратной волны и модулирующего рефлектора с немонотонным, сильно неоднородным по длине системы энергообменом и эффективностью преобразования по мощности от электронного пучка в электромагнитное излучение 56% при " электронном" КПД 66%. Для ускоряющего напряжения 340 kV и тока электронного пучка 3.3 kA расчетная мощность генерации составила 630 MW на частоте 9.7 GHz при ведущем магнитном поле 2.2 T. DOI: 10.21883/JTF.2017.06.44522.1978 Распространенным типом мощных СВЧ генераторов на основе сильноточных электронных пучков являются генераторы на основе релятивистской лампы обратной волны (РЛОВ). Внимание исследователей и разработ-чиков в последние два десятилетия привлекают РЛОВ, снабженные модулирующим рефлектором [1], облада-ющие кроме высокого КПД (свыше 40%) и другими преимуществами: увеличенным размером и электро-прочностью замедляющей системы (ЗС), возможностью в широких пределах управлять частотой генерации. По-вышению КПД генераторов такого типа уделяется при-стальное внимание. Ориентиром, стимулирующим эти исследования, являются высокие (до 60−70%) величины КПД, полученные в разные годы в упрощенных моделях РЛОВ с ЗС, неоднородными по фазовой скорости или по связи волны с пучком [2,3]. Недавно в численном эксперименте с использованием полностью электромаг-нитного кода UNIPIC за счет сложного профилирования ЗС прибора был рассчитан режим генерации РЛОВ с эффективностью 48% [4].В РЛОВ с модулирующим рефлектором [1] поле в рефлекторе вызывает модуляцию электронного пучка по энергии, и на вход ЗС поступает уже в большей или меньшей мере сгруппированный пучок. Было показано, что в приборе такого типа варьирование амплитудно-фазовых соотношений между высокочастотным током в пучке, созданным модулятором, и полем синхронной волны на входе ЗС позволяет в широких пределах управлять частотой и эффективности генерации. В ра-боте [1] подробно исследован случай, когда сгусток электронов на входе в ЗС попадает в тормозящую фазу синхронной (−1) гармоники встречной волны, и ключевую роль в энергообмене играет взаимодействие пучка с полем именно этой гармоники. Для такого типа фазировки сгустка простые расчеты в одномерных моделях демонстрируют возможность достижения (при оптимальной величине объемного заряда пучка) высоких КПД -около 60%.Нельзя исключать, что высокоэффективая генерация возможна и при существенно иных амплитудно-фазовых соотношениях. Поиск в этом направлении может быть связан, в частности, с использованием полей наиболее интенсивных несинхронных волновых гармоник, суще-ствующих в ЗС: нулевых гармоник попутной (и, воз-можно, встречной) волны и (−1)-й гармоники попутной волны. Расчет такого прибора и описан в настоящей работе.Расчеты выполнены в осесимметричной версии полно-стью электромагнитного кода KARAT [5], ранее много-кратно использованного при разработке СВЧ генерато-ров различных типов [6][7][8], а также в одномерной PIC-модели РЛОВ [9] с ...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.