книги / Релятивистские многоволновые СВЧ-генераторы
..pdf306. Власов А. Н., Канавец В. И., Копенкин А. Д. и др. Особенности диф ракционного излучения релятивистского электронного потока в ограниченных структурах, образованных эшелеттами Ц Радиотехника и электроника.— 1988.— Т. 33, № 1.— С. 158-164.
307.Бугаев С. П., Канавец В. И., Климов А. И. и др. Физические процес сы в многоволновых черенковских генераторах Ц Релятивистская высокоча стотная электроника.— Вып. 5.— Горький, 1988.— С. 78— 100.
308.Александров А. Ф., Галузо С. Ю., Канавец В. И. и др. Особенности
черенковского излучения релятивистского электронного потока в гофрирован ном волноводе \Ц Журн. техн. физики.— 1980.— Т. 50, вып. И .— С. 2381—2389.
309. Копенкин А. Д., Кураев А. А., Слепян А. Я. и др. Излучение волн из открытого конца плавно нерегулярного волновода Ц Радиотехника и элект роника.— 1988.— Т. 33, № 10.— G. 2022—2029.
310. Свешников А. Г. Неполный метод Галеркина Ц Докл. АН СССР.—
1 9 7 7 .- Т. 236, № 5.— С. 1076— 1079.
311. Вайнштейн Л. А. Теория дифракции и метод факторизации.— М.: Сов. радио, 1966.— 364 с.
312.Бабушка И., Витасек Э., Прагер М. Численные процессы решения дифференциальных уравнений.— М.: Мир, 1969.— 287 с.
313.Бугаев С. П., Дейчули М. П., Климов А. И. и др. О транспортировке релятивистских микросекундных электронных пучков в вакууме Ц V Всесоюз.
симп. по сильноточной электронике: Тез. докл.— Томск, 1984.— Ч. 1.— С. 144— 146.
314. А. с. 1241301 СССР, МКИ4 H01J 26/00. Мощный импульсный источ ник СВЧ-излучения/Климов А. И., Кошелев В. И., Сухушин К. Н .— Опубл. в
БИ, 1986, № 24.
315. Райзер М. Д., Цопп Л. Э. Детектирование мощности СВЧ-излучения наносекундной длительности Ц Радиотехника и электроника.— 1975.— Т. 20,
№8 . - С. 1691— 1693.
316.Ковалев Н. Ф., Петелин М. И., Райзер М. Д., Сморгонский А. В. При
боры типа «0», основанные на индуцированных черенковском и переходном излучениях релятивистских электронов Ц Релятивистская высокочастотная электроника — Горький, 1979.— С. 76—113.
317. Бугаев С. П., Канавец В. И., Климов А. И. и др. Генерация сверхмощ ных импульсов электромагнитного излучения микросекундной длительности // Радиотехника и электроника.— 1984 — Т. 29, № 5.— С.. 994—996.
318. Бугаев С. П., Канавец В. И., Климов А. И. и др. Генерация мощных пмпульсов электромагнитного излучения релятивистскими сильноточными пучками электронов микросекундной длительности Ц Докл. АН СССР.— 1984.—
Т.276, № 5.— С. 1102—1104.
319.Бугаев С. П., Канавец В. И., Климов А. И. и др. Релятивистский мно
говолновый черепковский генератор Ц Релятивистская высокочастотная элект роника.— Горький, 1984.— Вып. 4.— С. 79—103.
320. Бугаев С. П., Канавец В. И., Кошелев В. И. и др. Исследование многоволпового черепковского генератора миллиметрового диапазона гигаваттиого уровня мощности Ц Радиотехника и электроника.— 1989.— Т. 34, № 2.—
С.400 -408 .
321.Канавец В. И., Слепков А. И. Соотношение между черенковскими и МЦР-механизмами в релятивистских генераторах на периодических волново дах Ц IV Всесоюз. симп. по сильноточной электронике: Тез. докл.— Томск, 1982_Ч 2 __ С 172__ 175
322.А. с. 1243045 СССР, МКИ4 H01J 25/00. Мощный импульсный СВЧ-
генератор/Климов А. И., Кошелев В. И., Черепенин В. А.— Опубл. в БИ, 1986,
№25.
323.Бугаев С. П., Канавец В. И., Климов А. И., Кошелев В. И. Атмосфер
ный СВЧ-разряд и исследование когерентности излучения релятивистского зйноговолнового черенковского генератора Ц Докл. АН СССР.— 1988.— Т. 298,
№1.— С. 92—94.
324.Бугаев С. П., Канавец В. И., Климов А. И. и др. Получение линейно
поляризованного волнового поля релятивистского многоволнового черенковско го генератора / VII Всесоюз. симп. по сильноточной электронике: Тез. докл.— Томск, 1988.— Ч. 1.— С. 158—160.
325.Копенкин А* Д., Кошелев В. И., Черепешга В. А. Линейная теория многоволнового черенковского генератора. Ц Радиотехника и электроника.— 1990.— Т. 35, № г — С. 389 -400 .
326.Копенкин А. Д., Кураев А. А., Слепян А. Я. и др. Аналитико-числовой
метод исследования дифракции волн на периодических структурах с некоор динатной формой периода // Радиотехника и электроника — 1988.— Т. 33,
№2.— С. 247—254.
327.Бугаев С. П., Кошелев В. И., Попов В. А. Дифракционный генератор
СВЧ-излучения миллиметрового диапазона Ц VII Всесоюз. симп. по сильноточной электронике: Тез. докл.— Томск, 1988.— Ч. 1.— С. 164— 166.
328. Бугаев С. П., Канавец В. И., Климов А. И. и др. Релятивистский ге нератор объемных волн с электронной селекцией мод Ц Письма в журя. техн. физики.— 1984.— Т. 10, вып. 20.— С. 1229— 1233.
329.Бугаев С. П., Власов А. Н., Канавец В. И. и др. Релятивистские мно говолновые дифракционные генераторы Ц VI Всесоюз. симп. по сильноточной электронике: Тез. докл.— Томск, 1986.— Ч. 3 — С. 80—82.
330.Канавец В. И., Федоров А. В., Черепенин В. А. Особенности дифрак
ционного излучения релятивистского электронного потока при возбуждении циклотронных волн Ц Вести. МГУ. Сер,, 3. Физика, астрономия.— 1987.— Т. 28,
№6.— С. 33—39.
331.Бугаев С. П., Власов А. Н., Канавец В. И. и др. Релятивистский мно
говолновый дифракционный генератор с асимметричными элементами перио дической структуры Ц Радиотехника и электроника.— 1989 — Т. 34, № 11 —
С.2457—2459.
332.Диденко А. Н., Перелыгин С. Ф., Фоменко Г. П. и др. Исследование
релятивистской лампы обратной волны Ц III Всесоюз. симп. по сильноточной электронике: Тез. докл.— Томск, 1978.— С. 234— 235.
333.Ельчанинов А. С., Загулов Ф. Я., Коровин С. Д. и др. Ограничение длительности мощных импульсов СВЧ-излучения в релятивистском карсинотроне Ц Письма в журн. техн. физики.— 1981.— Т. 7, вып. 19.— С. 1168— 1171*
334.Александров А. Ф., Галузо С. 10., Канавец В. И., Плетюшкин В. А.
Омеханизме ограничения длительности излучения в релятивистском черенковском генераторе на гофрированном волноводе.— М., 1981.— 5 с.— (Препр./
Моек. гос. ун-т; № 22).
335. Зайцев Н. И., Ковалев Н. Ф., Кораблев Г. С. и др. Релятивистский карсинотрон с длиной волны 3 см и длительностью импульса 0,4 мкс Ц Письма
вжурн. техн. физики,— 1981.— Г. 7, вып. 14 — С. 879—882.
336.Абубакиров Э. В., Белоусов В. И., Зайцев Н. И. и др. О влиянии кол
лекторной плазмы на работу релятивистской ЛОВ Ц VI Всесюз. симп. по силь ноточной электронике: Тез. докл.— Томск, 1986.— Ч. 3.— С. 37—39.
337. Зайцев Н. И., Ковалев Н. Ф., Кулагин И. С. п др. О механизме огра ничения длительности импульса в релятивистском карсииотроне Ц VII Все союз. симп. по сильноточной электронике: Тез. докл.— Томск, 1988.— Ч. 1.—
С.179— 181.
338.Бугаев С. П., Дейчули М. П., Канавец В. И. и др. Разрушение реля
тивистского электронного пучка при генерации мощных импульсов электро
магнитного излучения Ц Радиотехника и электроника.— 1984.— Т. 29, |
3.— |
С.557—560.
339.Briggs R. J., Clark J. С., Fessenden T. J. et al. Transport of self-focu-
sed relativistic electron beams Ц High Power Electron and Ion Beam Research and Technology: Proc. II Intern. Topical Conf.— Ithaca, 1977 — Vol. 1,— P. 319— 330.
340. Gupta G. P., Rohatgi V. K. Current multiplication during relativistic electron-beam propagation in subTorr-pressure gas I/ J. Appl. Phys.— 1988.— Vol. 64, N 1 2 .- P. 6626-6630.
341. Di Capua M. S., Camacho J. F.. Funkelson E. S., Meeker D. Microwave emission in a high-power relativistic electron beam-plasma system Ц IEEE Trans. Plasma Sci.— 1988.— Vol. PS-16, N 2.— P. 217—224.
342. Александров А. Ф., Галузо С. Ю., Гришаев А. А. и др. О расширении релятивистского электронного пучка в генераторе черенковского типа Ц Пись ма в журн. техн. физики,— 1988.— Т. 14, вып. ,9,— С. 783—787.
343. Lockner T. R., Friedman M., Palmadesso P., Russe B. R. Studies of the effect of a long pulse electron beam on the autoaccelerator Ц J. Appl. Phys.— 1983.— Vol. 54, N 11.— P. 6160-6174.
344. Chen H„ S. Limitation of a accelerating process in the party neutrali zed relativistic electron hollow beam Ц L Appl. Phys.— 1984.— Vol., 56, N 1.—
P.101—107.
345.Глейзер И. 3.? Диденко А. Н., Сулакшин А. С. и др. Ограничение дли
тельности СЁЧ-излучения в сильноточном магнетроне Ц Письма в журн. техн. физики.— 1980.— Т. 6, вып. 1 — С. 44—49.
346. Быков H. М., Коровин С. Д., Месяц Г. А. и др. Экспериментальное исследование генерации мощного СВЧ-излучения в релятивистских карсинотронах миллиметрового диапазона Ц Письма в журн. техн. физики.— 1985.—
Т.11, вып. 9.— С. 541— 545.
347.Orzechowski T. J., Anderson В. R., Clark J. С. et al. High-efficiency
extraction of microwave radiation from a tapered-wiggler free-electron laser jf Phys. Rev. Lett.— 1986 — Vol. 57, N 17.— P. 2172—2175.
348. Бреховских Л. M. Волны в слоистых средах.— М.: Изд-во АН СССР»
1957.— 502 с.
349. Ермолаев М. В., Калошин В. А., Соколов С. А. Формирование игольча той диаграммы направленности излучения из осесимметричных волно
ведущих систем Ц Радиотехника.— 1988.— № 3.— С. 81—82.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
Г л а в а |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сильноточные ускорители электронов • |
............................................. |
|
|
|
....... |
|
10 |
|||||||
1.1. Генерирование мощных электронных потоков |
.................................... |
|
|
— |
||||||||||
1.2. Концепции сильноточных ускорителей............................................................. |
|
|
|
|
11 |
|||||||||
1.2.1. Сжатие импульса с помощью последовательной коммутации |
|
|||||||||||||
|
в |
емкостные |
накопители энергии............................................................ |
|
|
|
|
—• |
||||||
1.2.2. Прямая передача энергии от первичного накопителя в диод |
14 |
|||||||||||||
1.2.3. Компрессия импульса с помощью индуктивных накопителей |
15 |
|||||||||||||
|
энергии |
|
......................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1.2.4. Применение импульсных трансформаторов в сильноточных |
21 |
|||||||||||||
|
ускорителях . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1.2.5. Тенденции |
развития |
техники |
сильноточных |
ускорителей |
24 |
|||||||||
1.3. Ускорители |
с |
прямой |
передачей |
энергии |
из |
высоковольтного |
25 |
|||||||
|
генератора |
в |
вакуумный |
д и о д |
........................................................................... |
индуктивным |
накопителем |
|||||||
1.4. Ускорители |
с |
промежуточным |
30 |
|||||||||||
1.4.1. Ускорители с ипдуктивным формирующим элементом и ЭВП |
|
|||||||||||||
|
прерывателем |
т о к а |
.......................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
— |
||||
1.4.2., Ускорители с вакуумной коаксиальной линией и плазмен |
33 |
|||||||||||||
|
ным размыкателем |
.......................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
||||||
1.5. Сильноточные ускорители на линиях с распределенными пара |
35 |
|||||||||||||
|
метрами |
....................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1.6. Сильноточные ускорители с импульсными трансформаторами |
42 |
|||||||||||||
1.6.1. Ускорители |
с линейным |
импульсным |
трансформатором |
— |
||||||||||
1.6.2. Импульсно-периодические электронные ускорители на осно |
47 |
|||||||||||||
|
ве трансформатора Т есла................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|||||||
1.7. Сильноточные ускорители для генерации СВЧ-излучения боль |
51 |
|||||||||||||
|
шой |
м о щ н о сти ......................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Г л а в а |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формирование и транспортировка трубчатых релятивистских электронных |
55 |
|||||||||||||
л у ч к о в .............................................................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2.1. Требования, предъявляемые к РЭП для генераторов и усилите |
— |
|||||||||||||
|
лей |
С В Ч ........................................................................................................................ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2. Источники электронов |
с |
взрывнойэмиссией . . . . . . |
58 |
|||||||||||
2.3. Диоды с магнитной ...........................................................................изоляцией |
|
|
|
|
|
|
62 |
|||||||
2.4. Электронные пушки с внешниммагнитным |
полем . . . . |
64 |
||||||||||||
2.5. Образование и характеристики |
катодной плазмы |
в магнитном |
68 |
|||||||||||
|
п о л е ............................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2.5.1. Образование |
катодных факелов в магнитном |
поле . . . |
— |
|||||||||||
2.5.2. Характеристики катодной плазмы в магнитном поле . . . |
73 |
|||||||||||||
2.6. Вакуумный |
пробой и движение |
катодной |
плазмы в |
КДМИ с |
75 |
|||||||||
|
однородным ........................................................................... |
магнитным полем |
|
|
|
|
|
|
||||||
2.6.1. Методы |
измерения |
|
скорости |
разлета |
катодной |
плазмы |
77 |
|||||||
2.6.2. Вакуумный пробой КДМИ поперек магнитного поля . . . |
||||||||||||||
2.6.3. Движение |
катодной плазмы |
поперек магнитного поля (экс |
81 |
|||||||||||
|
перимент) ......................................................................................................... |
|
|
|
|
|
движения |
катодной |
плазмы |
|||||
2.6.4. Модели вакуумного пробоя и |
|
|||||||||||||
|
поперек ........................................................................... |
магнитного |
п о л я |
|
|
|
|
|
|
85 |
||||
2.6.5. Вакуумный пробой и разлет катодной плазмы вдоль маг |
91 |
|||||||||||||
|
нитного |
поля |
. |
.................................................... * |
|
„ . . |
||||||||
2.7. Формирование РЭП в КДМИ с |
однородным магнитным полем |
94 |
||||||
2.7.1. Аналитические расчеты характеристики РЭП, формируемых |
|
|||||||
в К Д М И ................................................................................................................ |
|
|
|
|
|
— |
||
2.7.2. Численное |
моделирование |
формирования |
РЭП в КДМИ |
97 |
||||
2.7.3. Экспериментальные |
исследования |
РЭП, |
формируемых в |
|
||||
КДМИ |
..................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
2.8. Формирование РЭП в КДМИ с неоднородным магнитным полем |
102 |
|||||||
2.8.1. Разлет |
катодной плазмы и вакуумный |
пробой в КДМИ с |
|
|||||
неоднородным магнитным |
п о л е м ............................................................ |
|
|
|
—> |
|||
2.8.2. Пространственно-временная |
структура |
Р Э П .................................... |
107 |
|||||
2.9. Транспортировка трубчатых РЭП в вакууме............................................ |
|
109 |
||||||
Г л а в а 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Электронный поток как активная среда |
в мощных |
СВЧ-устройствах . . |
113 |
|||||
3.1. Особенности |
взаимодействия потока и |
поля, |
обусловленные |
|
||||
влиянием |
электронной |
ср ед ы |
........................................................................... |
|
|
|
—- |
|
3.2. Основные схемы оптимизированных устройств электроники |
|
|||||||
больших |
мощностей.................................................................................. |
|
|
|
|
|
110 |
|
3.2.1.Общее описание схем оптимизированных устройств .
3.2.2.Многорезонаторный клистрон с высоким КПД . . . . . 118
3.2.3. ЛЕВ на цепочке связанных |
резонаторов . . . |
. . . |
121 |
|||
3.2.4. Дифракционные усилители игенераторы |
............................................... |
|
123 |
|||
3.2.5. Мазеры на циклотронном резонансе................................................... |
волны . |
. . . |
121 |
|||
3.2.6. Усилители и генераторы |
поверхностной |
126 |
||||
3.2.7. Убитроны и лазеры на свободных электронах . . |
. . . |
127 |
||||
3.3. Тенденции |
развития |
сверхмощных |
СВЧ- |
|
||
у стр о й ств |
|
|
|
|
12Н |
|
ЗА Пространственное развитие электродинамических систем сверх- |
131, |
|||||
мощных, СВЧ-у4стррйств |
ч |
ч . |
. , . . . |
. . |
||
3.5. Связь волн потока и поля в 'черенковских генераторах на про |
137 |
|||||
странственно-развитых системах |
.......................................................................... |
|
|
|
|
|
3.6. Связь волн |
потока |
и классификация |
взаимо |
114 |
||
действий |
|
|
|
|
|
|
3.6.1. Связь волн ............................................................в длинной системе |
* |
« |
. . - . |
. „ |
113 |
|
3.6.2. Учет конечной длины секции . |
||||||
Г л а в а 4 |
|
|
|
|
|
|
Численное моделирование многоволнового когерентного излучения реля |
|
|||||
тивистских электронных ...........................................................п о т о к о в |
|
|
|
|
117 |
|
4.1.Проблемы теоретического анализа физических процессов в мно говолновых устройствах .................................................................................
4.2.Коллективное излучение электронов в слабоискривленпом ре
лятивистском п о т о к е ................................................................................. |
I Г» t |
4.3.Многоволновое излучение потока релятивистских электронных
осцилляторов........................................................................................................ |
IМ) |
4.4.Когерентное излучение релятивистского поливинтового элокт-
ронного потока в диафрагменной линии.................................................... |
166 |
|
4.5. Теория электронного синхротронного |
лазера..................................... |
I ПН |
4.6. Физические принципы многоволнового |
взаимодействия |
релити • |
вистских электронных пучков с электромагнитным |
полом и |
|
дифракционных и черенковских устройствах............................................ |
Ж<> |
|
4.7.Методика теоретического анализа физических процессов в мне*
говолновых дифракционных генераторах................................................... |
IM2 |
4.8.Дифракционное излучение релятивистского электронного по
тока в ограниченных структурах вблизи аномалий Вуда . . , 166
4.9.Численный анализ особенностей дифракционного излучении
релятивистского электронного потока в ограниченных |
струк |
202 |
турах, образованных эшелеттами.......................................................... |
|
|
4.10. Методика теоретического анализа физических процессов в мни |
206 |
|
говолновых черенковских устройствах . . . . . . |
. . |
|
Исследование релятивистских многоволновых СВЧ-генераторов на сильно- |
|
||||
точных электронных |
п у ч к а х ......................................................... |
|
|
|
|
5.1. Экспериментальная установка и методики измерений . |
|
||||
5.2. Классификация многоволновых СВЧ-генераторов.............................. |
218 |
||||
5.3. Многоволновые |
черенковские генераторы . ...................................... |
221 |
|||
5.3.1. МВЧГ трехсантиметрового диапазона длин волн . |
222 |
||||
5.3.2. МВЧГ восьмимиллиметрового диапазона длин волн . |
229 |
||||
5.3.3. Сравнение |
результатов численного |
моделирования МВЧГ с |
|
||
экспериментальными |
данными........................................................... |
|
231 |
||
5.4. Релятивистские |
дифракционные генераторы..................................... |
238 |
|||
5.4.1. Физические основы многоволнового взаимодействия РЭП с |
|
||||
электромагнитными полями в Р Д Г .................................................... |
|
|
|||
5.4.2. Экспериментальные |
исследования |
Р Д Г ..................................... |
242 |
||
5.4.3.Особенности взаимодействия РЭП с электромагнитным по лем в двухсекционном РДГ миллиметрового диапазона длип
в о л н ................................................... |
|
|
|
.............................. |
246 |
|
5.5. Многоволновые |
дифракционные генераторы |
|
249 |
|||
5.5.1. Физические |
основы |
М В Д Г ................................................................... |
|
|
252 |
|
5.5.2. Экспериментальные |
исследования М В Д Г ..................................... |
|
||||
5.5.3. МВДГ с . асимметричными элементами периодической струк |
254 |
|||||
туры ......................................................................................... |
|
|
|
. . . |
||
5.6. Электронный спнхротронный |
мазер . |
..................................... |
256 |
|||
5.7. Вторичные процессы в |
СВЧ-генераторах |
сверхбольшой |
мощ |
260 |
||
ности ....................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
5.8. Пространственная когерентность и преобразование излучения |
: 268 |
|||||
многоволновых |
генераторов |
„ ................................ |
* |
* |
||
Заключение................................. |
|
|
|
|
|
273 |
Список литературы |
|
|
|
|
|
276 |
Научное издание
Бугаев Сергей Петрович Канавец Василий Иванович
Кошелев Владимир Ильич Черепенин Владимир Алексеевич
РЕЛЯТИВИСТСКИЕ М Н О ГО ВО Л Н О ВЫ Е
СВЧ-
ГЕНЕРАТОРЫ
Редактор издательства Л. В. Филиппова Художественный редактор С. В. Марковская Художник Л. Л. Мордохович
Технический редактор ▲. В. Сурганова
Корректор Н. И. Глазырина
ИБ № 34728
Сдано в набор 10.12.90. Подписано к печати 29.10.91. Формат 60X90tyi6. Бумага типографская № 1. Обыкновенная гарнитура. Высокая печать. Уел. печ. л. 18,5. Уел. кр.-отт. 18,5. Уч.-изд. л. 21,4* Тираж 830 экз. Заказ № 531. Цена 5 р. 30 к.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Наука», Сибирское отделение. 630099 Новосибирск, ул. Советская, 18.
4-я типография издательства «Наука». 630077 Новосибирск, ул. Станиславского, 25,