Рекуперация энергии в коллекторе мощного клистрона с распределенным взаимодействием миллиметрового диапазона. Аннотация.

ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2020. № 6
Оглавление выпуска

Текст статьи (pdf)

English page

DOI https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.6.8

УДК 621.385.624

РЕКУПЕРАЦИЯ ЭНЕРГИИ В КОЛЛЕКТОРЕ МОЩНОГО КЛИСТРОНА С РАСПРЕДЕЛЕННЫМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА

В. Е. Родякин ¹, В. М. Пикунов ¹, В. Н. Аксенов ^1,2

¹Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН - филиал Федерального государственного учреждения «Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» Российской академии наук»,

140700, Московская область, г. Шатура, Святоозерская, 1

²Физический факультет и международный Лазерный центр МГУ им.М.В.Ломоносова,
119991, Москва, Ленинские горы, 1

Статья поступила в редакцию 2 июня 2020 г.

Аннотация. Представлены результаты теоретического исследования рекуперации энергии отработанного электронного потока в коллекторе мощного многорезонаторного клистрона с распределенным взаимодействием на частоту 95ГГц. Численные исследования проводились с помощью программного комплекса PARS с учетом влияния вторичных электронов на физические процессы в коллекторной системе. В результате проведенных исследований была разработана конструкция двухступенчатого коллектора с пониженным потенциалом, обеспечивающим эффективность рекуперации 72% в статическом режиме работы прибора и 63% в динамическом.

Ключевые слова: электронный пучок, клистрон с распределенным взаимодействием, вторичная эмиссия, коллектор с пониженным потенциалом, комплекс программ «PARS», фокусирующее магнитное поле, рекуперация энергии.

Abstract. We present the results of theoretical analysis of depressed collector of the high power W-band extended interaction klystron. The computer code PARS was used for numerical simulation taking into account the secondary electron emission and backscattering from the collector walls surfaces. As a result of optimization, the design of double-stage depressed collector has been developed which provides spent beam energy recovery efficiency 72% in the static regime and 63% in the dynamic regime of klystron operation.

Key words: PARS computer code, electron beam, electron gun, depressed klystron, collector, focusing magnetic field, beam optics, secondary electron emission.

Литература

1. Booske J.H. Plasma physics and related challenges of millimeterwave-to-terahertz and high power microwave generation // Phys. Plasmas. 2008. Vol. 15. No.5. P.055502–055516

2. Steer B., Roitman A., Horoyski P., Hyttinen M., Dobbs R., Berry D. Advantages of Extended Interaction Klystron technology at millimeter and sub-millimeter frequencies. // 16th IEEE International Pulsed Power Conference. 2007. Albuquerque, NM, USA. P. 1049 - 1053. DOI: 10.1109/PPPS.2007.4652369

3. Pasour J. et.al. Demonstration of a Multikilowatt, Solenoidally Focused Sheet Beam Amplifier at 94 GHz. // IEEE Trans. Electron Devices. 2014. Vol. 61. No.6. P.1630.

4. Родякин В.Е., Пикунов В.М., Аксенов В.Н. Электро нно-оптическая система мощного клистрона с распределенным взаимодействием миллиметрового диапазона. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №6. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jun20/3/text.pdf.   DOI 10.30898/1684-1719.2020.6.3

5.  Родякин В.Е., Пикунов В.М., Аксенов В.Н. Система взаимодействия мощного клистрона с распределенным взаимодействием миллиметрового диапазона. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №6. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jun20/4/text.pdf.   DOI 10.30898/1684-1719.2020.6.4

6. Родякин В.Е., Пикунов В.М., Аксенов В.Н. Комплекс программ для численного анализа электровакуумных приборов клистронного типа // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. №6. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jun19/4/text.pdf DOI: 10.30898/1684-1719.2019.6.4

7. Лопухин В.М., Родякин В.Е., Сандалов А.Н. Теоретические исследования коллекторных систем СВЧ приборов // Изв. ВУЗов, Радиоэлектроника. 1985. № 10. С.1-19. URL: https://www.researchgate.net/publication/253786613_Theoretical_study_of_collector_systems_for_microwave_devices_Review

8. Сандалов А.Н., Родякин В.Е. Коллекторные системы приборов СВЧ с продольным взаимодействием // Зарубежная радиоэлектроника. 1984. №9. С.63-76.

Для цитирования:

Родякин В.Е., Пикунов В.М., Аксенов В.Н. Рекуперация энергии в коллекторе мощного клистрона с распределенным взаимодействием миллиметрового диапазона. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №6. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jun20/8/text.pdf.   DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.6.8