ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2024. №2

УДК: 621.385.69

Неадиабатические эффекты

в электронно-оптической системе релятивистского гиротрона

миллиметрового диапазона длин волн

А.Н. Леонтьев, В.Е. Нечаев, Е.С. Семенов, О.П. Планкин, Р.М. Розенталь

Институт прикладной физики РАН

603950, г. Нижний Новгород, ул. Ульянова, 46

Статья поступила в редакцию 29 ноября 2023 г.

Аннотация. Проведён анализ ситуации, при которой в магнетронно-инжекторной пушке релятивистского гиротрона W-диапазона возможно формирование неадиабатической электростатической линзы, что приводит к немонотонности зависимости питч-фактора (отношение поперечной и продольной компонент скоростей электронов в пучке) от анодного напряжения. Эта проблема актуальна для мощных импульсных гиротронов с величиной тока пучка порядка 100 А, для которых характерна большая величина коэффициента перемагничивания в электронно-оптической системе. Представлены результаты траекторного анализа методами трубок тока и дискретных источников на основе программного комплекса ANGEL, а также оценки влияния магнитной линзы на свойства электронного пучка на основе простой аналитической модели.

Ключевые слова: релятивистский гиротрон, магнетронно-инжекторная пушка, неадиабатические эффекты.

Финансирование: Работа поддержана Российским научным фондом, грант № 19-79-30071.

Автор для переписки: Леонтьев Александр Николаевич, leontiev@ipfran.ru

Литература

1. Peskov N.Y. et al. Sub-gigawatt W-band oversized Surface-Wave Oscillator with 2D-periodical slow-wave structure of cylindrical geometry // IEEE Electron Device Letters. – 2023.

2. Li S., Wang J., Wang D. Relativistic surface wave oscillator in Y-band with large oversized structures modulated by dual reflectors // Scientific reports. – 2020. – Т. 10. – №. 1. – С. 336.

3. Malkin A. et al. Quasi-optical theory of relativistic Cherenkov oscillators and amplifiers with oversized electrodynamic structures // Electronics. – 2022. – Т. 11. – №. 8. – С. 1197.

4. Ginzburg N.S. et al. Quasi-optical theory of relativistic submillimeter surface-wave oscillators // Applied Physics Letters. – 2011. – Т. 99. – №. 12.

5. Litvak A.G., Denisov G. G., Glyavin M. Y. Russian gyrotrons: Achievements and trends // IEEE Journal of Microwaves. – 2021. – Т. 1. – №. 1. – С. 260-268.

6. Zaitsev N.I. et al. X-band high-efficiency relativistic gyrotron // IEEE transactions on Plasma Science. – 2002. – Т. 30. – №. 3. – С. 840-845.

7. Зайцев Н.И. и др. Десятимегаваттный импульсный гиротрон с длиной волны 1 см и КПД 50% // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. – 2003. – Т. 46. – №. 10. – С. 914-918.

8. Abubakirov E.B. et al. W-band 5 MW pulse relativistic gyrotron // IEEE Transactions on Electron Devices. – 2017. – Т. 64. – №. 4. – С. 1865-1867.

9. Abubakirov E.B. et al. W-band 5 MW pulse relativistic gyrotron // IEEE Transactions on Electron Devices. – 2017. – Т. 64. – №. 4. – С. 1865-1867.

10. Планкин О.П., Семенов Е.С. Комплекс программ ANGEL-2DS для моделирования пушки гиротрона. Инструкция для пользователя // ИПФ РАН: Н. Новгород. – 2011.

11. Планкин О.П., Семёнов Е.С. Траекторный анализ электроннооптической системы технологического гиротрона // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика. – 2013. – Т. 8. – №. 2. – С. 44-54.

Для цитирования:

Леонтьев А.Н., Нечаев В.Е., Семенов Е.С., Планкин О.П., Розенталь Р.М. Неадиабатические эффекты в электронно-оптической системе релятивистского гиротрона миллиметрового диапазона длин волн // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – №. 2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.2.5