ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2020, № 6 · ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

Рекуперация энергии в коллекторе мощного клистрона с распределенным взаимодействием миллиметрового диапазона

В.Е. Родякин1, В.М. Пикунов1, В.Н. Аксенов1,2

1 Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» Российской академии наук, Шатура, Россия
2 МГУ им.М.В.Ломоносова, Москва, Россия
Полный текст (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2020.6.8 УДК 621.385.624 EDN WJPQPA

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.

  • электронный пучок
  • клистрон с распределенным взаимодействием
  • вторичная эмиссия
  • коллектор с пониженным потенциалом
  • комплекс программ "PARS"
  • фокусирующее магнитное поле
  • рекуперация энергии
  • PARS computer code
  • electron beam
  • electron gun
  • depressed klystron
  • collector
  • Focusing magnetic field
  • beam optics
  • secondary electron emission
Abstract (in English)

Depressed collector of the high power W-band extended interaction klystron

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.

Для цитирования

Родякин В.Е., Пикунов В.М., Аксенов В.Н. Рекуперация энергии в коллекторе мощного клистрона с распределенным взаимодействием миллиметрового диапазона // Журнал радиоэлектроники. – 2020. – № 6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.6.8

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