Розглянуто перспективи використання лампи зворотної хвилі з нахиленим електронним пучком (клінотрона) як джерела електромагнітного випромінювання терагерцевого діапазону частот. Для вивчення пускових умов та стаціонарних коливань клінотрона розроблено самоузгоджену теорію колективної взаємодії електронів з хвилею. Доведено можливість розробки перспективних ламп для терагерцевого діапазону частот і проведено оптимізацію геометрії клінотронів імпульсної та безперервної дії з частотою генерації 1 ТГц.

Проведено дослідження, що підтверджують можливість нагромадження хмари просторового заряду за 1,5-2 нс і генерації електронного пучка в магнетронній гарматі з вторинноемісійним катодом за напруги на катоді 5-8 кВ. Отримано трубчасті пучки електронів зі струмом 1-2 А з внутрішнім діаметром 2 мм і зовнішнім - 3-3,5 мм, за цих умов магнітне поле досягало 0,19-0,3 Т. Наведені результати демонструють, що магнетронні гармати можна використовувати в потужних НВЧ приладах лише за умов величини магнітного поля порядку 1000-2500 Е.

Проведены исследования, показавшие возможность накопления облака пространственного заряда за время 1,2...2 нс и генерации электронного пучка в магнетронной пушке с вторичноэмиссионным катодом при напряжении на катоде 5...8 кВ. Получены трубчатые пучки электронов с током 1...2 А с внутренним диаметром 2 мм и наружным - 3...3,5 мм, при этом магнитное поле составляло 0,19...0,3 Т. Приведенные результаты показывают, что магнетронные пушки могут быть использованы в мощных СВЧ приборах, причем величина магнитного поля должна быть порядка 1000...2500 Э.

The investigation were performed having shown that accumulation of the spatial charge cloud for 1,5...2 ns and the electron beam generation in the magnetron gun with a secondary emissive cathode, voltage on the cathode being equal to 5...8 kV. The tubular electron beams with a current of 1...2 a were obtained, their inside diameter being equal to 2 mm and outside diameter - 3...3,5 mm and the magnetic field was 0,19...0,3 T. The cited results show that the magnetron guns can be used in powerful microwave devices and the magnetic field value should be of the order of 1000...2500 E.

Наведено результати розробки лампи біжучої хвилі (ЛБХ) міліметрового діапазону середньої потужності з подвійною сходинковою сповільнюючою системою у хрестоподібному хвилеводі.

Предложена математическая модель системы газодинамического управления током газоразрядной электронной пушки. Исследовано влияние параметров пушки, систем откачки и напуска рабочего газа на характеристики процесса автоматического управления током пушки.

Встановлено, що зміна конфігурації поверхні торців котушки Гельмгольца з плоскої на еліпсоїдальну призводить до підвищення індукції магнітного поля та степеня його однорідності у робочому проміжку системи. Для розрахунку полів запропоновано модифікацію методу ниткоподібних струмів. Проведено аналіз структури полів у різноманітних варіантах котушок Гельмгольца.

Викладено теоретичні засади, конструкцію та принцип дії основних електронних приладів надвисоких частот (НВЧ). Стисло розглянуто їх основні параметри та характеристики. Описано конструкцію, параметри та принципи роботи квантових приладів НВЧ, зокрема, парамагнітних підсилювачів, квантових стандартів частоти, молекулярних генераторів і лазерів. Охарактеризовано взаємодію біжучої електромагнітної хвилі з активним середовищем. Наведено методи модуляції лазерного випромінювання, а також електронного пучка.

Изложены теоретические основы, конструкция и принцип действия основных электронных приборов сверхвысоких частот (СВЧ). Кратко рассмотрены их основные параметры и характеристики. Описаны конструкция, параметры и принципы работы квантовых приборов СВЧ, в частности, парамагнитных усилителей, квантовых стандартов частоты, молекулярных генераторов и лазеров. Охарактеризовано взаимодействие бегущей электромагнитной волны с активной средой. Приведены методы модуляции лазерного излучения, а также электронного пучка.

Наведено відомості з теорії фізичних процесів і конструктивних особливостей електронних вакуумних приладів надвисоких частот, за допомогою яких будуються їх підсилювачі та генератори пристроїв надвисоких частот. Охарактеризовано дані прилади.

Приведены сведения по теории физических процессов и конструктивных особенностей электронных вакуумных приборов сверхвысоких частот, с помощью которых разрабатываются усилители и генераторы приспособлений сверхвысоких частот. Охарактеризованы данные приборы.

Приведена характеристика Государственной научно-технической программы развития в Украине техники и технологий сверхвысоких частот на ближайшие пять лет. Программой предусмотрено выполнение 56 проектов в области разработки перспективных технологий изготовления сверхвысокочастотной элементной базы и приборов.

The performance of the State technological program of development in Ukraine of technique and technologies of ultrahigh frequencies the coming five years is given. The program stipulates execution 56 designs in the field of development of perspective technologies of manufacture of ultrahigh frequency element basis and devices.

Рассмотрены строение, принципы действия, энергетические и диапазонные характеристики гироприборов. Изложена схема построения гиротронного генератора-монотрона, приведены сведения о группировке электронов в гиротронах. Раскрыты особенности конструкций и принципы построения их основных узлов - электронной пушки, электродинамической и магнитостатической систем, коллектора отработанных электронов. Описан процесс вывода СВЧ-мощности из пространства взаимодействия. Приведены методы улучшения энергетических и диапазонных характеристик гироприборов.

Изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований, а также технологичеких и экспериментальных разработок в области создания электровакуумных приборов (ЭВП) в диапазоне миллиметровых волн (ММВ). Основное внимание уделено изучению конструктивно-технологических особенностей, поиску оптимальных технических решений и режимов работы электровакуумных СВЧ-приборов О-типа, магнетронов, гироприборов, генераторов дифракционного излучения диапазона ММВ. Обсуждены эффективные технические решения, реализованные в ЭВП различных классов диапазона ММВ. Приведены данные, характеризующие достигнутый уровень параметров и характеристик этих приборов, определены области их применения в современных радиоэлектронных системах и аппаратуре. Освещены перспективы дальнейшего развития ЭВП в диапазоне ММВ.

Теоретически и экспериментально исследована генерация сверхмощных коротких микроволновых импульсов с помощью релятивистской лампы обратной волны. Для одномерной нестационарной модели найдены условия, когда пиковая мощность первого всплеска может превышать мощность электронного пучка, что подтверждено экспериментально в диапазоне генерируемых длин волн 3 см. В диапазоне длин волн 8 мм реализован импульсно-периодический режим с частотой повторения СВЧ-импульсов до 3,5 кГц, пиковой мощностью до 300 МВт и длительностью 0,25 нс.

Предложен алгоритм численного анализа статических характеристик пучков для аксиально-симметричных электронно-оптических систем произвольной конфигурации. В сравнении с экспериментальными данными показано, что разработанный алгоритм позволяет с достаточной степенью точности провести оценку характеристик электронного пучка и оптимальных режимов работы исследуемой трехэлектродной пушки.

Створено наближену нелінійну теорію та розроблено методи розрахунку автофазних надвисокочастотних (НВЧ) приладів - нового класу електронно-вакуумних потужних нерелятивістських і релятивістських приладів НВЧ, робота яких базується на явищі захоплення електронів полем електромагнітної хвилі. За допомогою аналізу фізичних процесів виділено основні риси взаємодії в автофазних лампах хвилі, що біжить, з азімутально-несиметричним полем (АДБХ-Н) і в автофазних лазерах на вільних електронах (АЛВЕ). Збереження тільки цих рис у математичному описі цієї взаємодії дало змогу різко спростити первинні рівняння руху та високочастотного поля. Спрощені рівняння розв'язано з використанням різних варіантів методу усереднення. Одержано прості аналітичні розв'язки, які є основою для наближених теорій АЛБХ-Н і АЛВЕ. На базі цих теорій розвинуто методики розрахунку основних параметрів цих приладів. Проведено порівняння результатів за наближеними теоріями з точними даними, що підтвердило досить високу точність наближених розрахунків, завдяки чому запропоновано новий режим роботи АЛБХ-Н, значно більш ефективний, ніж відомий класичний режим роботи (довжина приладу в новому режимі зменшена у 1,5 - 3 рази у порівнянні з його довжиною в класичному режимі за умов незмінного рівня коефіцієнта корисної дії приладу).

  Скачати повний текст

Досліджено технологію виготовлення та параметри провідникових елементів товстоплівкового НВЧ-фільтра на основі пасти серії 1785, виготовлених на підкладках ВК94-1 і ВК100-1. Виконано перевірку окремих електрофізичних параметрів провідникових елементів на відповідність вимогам технічних умов.

Представлена простая методика расчета оптимальных параметров резонансных СВЧ компрессоров. В обобщенном виде приведены аналитические выражения для определения основных энергетических характеристик СВЧ компрессоров. Результаты расчета представлены в графическом виде, позволяющем по определенным исходным данным находить практически все оптимальные параметры устройств СВЧ компрессии.

В работе, посвященной автофазным лампам бегущей волны с азимутально-несимметричной волной (АЛБВ-Н) с большим фокусирующим магнитным полем и с переменной фазовой скоростью, предложена АЛБВ на базе группирователя со 100 % захватом электронов в сгустки, в которой получен электронный кпд более 96 %. Основным недостатком такой АЛБВ-Н является низкий погонный коэффициент усиления из-за большой длины автофазного участка прибора. При помощи решения вариационной задачи на базе приближенной аналитической нелинейной теории АЛБВ проведена оптимизация погонного усиления лампы профилированием параметра несинхронности b(x). Определен закон изменения b(x), позволяющий сократить длину автофазного участка. Проведенные расчеты показали, что увеличение погонного усиления достигнуто с сохранением высоких значений электронного кпд.

Идея некогерентного преобразования частот на основе явления захвата электронных сгустков полем двух электромагнитных волн разной азимутальной симметрии в продольных статистических полях состоит в том, что одна из двух разночастотных волн (с большей частотой) захватывает электронные сгустки, определяя тем самым периодичность их следования, а вторая низкочастотная волна играет роль источника накачки энергии, причем однонаправленное преобразование энергии одной из волн в энергию другой волны достигается путем профилирования статических полей вдоль длины преобразователя. Исследована возможность такого преобразования частот и предложен способ практической реализации усиления СВЧ энергии. Особенность конструкции и принципа действия усилителя заключается в том, что в данном случае электронный поток находится в продольном соленоидальном магнитном поле, экранированный от электронной пушки и выполняется по крайней мере один скачок магнитной индукции и фазовой скорости. Данный прибор можно использовать при разработке мощных преобразовательно-усилительных устройств с некогерентными частотами и высоким КПД.

Предложена конструкция многолучевой АЛБВ с применением режима захвата электронных сгустков полем электромагнитной волны. Построена упрощенная адиабатическая нелинейная теория многолучевой автофазной ЛБВ с повышенным значением электронного кпд. В основу уравнений положен принцип адиабатического изменения фазовой скорости волны в замедляющей системе АЛБВ на автофазном участке, что позволило получить аналитическое решение для описания нелинейного режима, которое можно использовать для эскизного проектирования такого прибора, что достигнуто применением безразмерных параметров Пирса. На основании рассмотренной теории проведены анализ устойчивости захвата электронных сгустков полем электромагнитной волны при изменении фазовой скорости замедляющей системы и оценка параметров захваченных сгустков для получения эффективного преобразования энергии многолучевого электронного потока в энергию высокочастотного электромагнитного поля бегущей волны. Получена зависимость отношения эквивалентного поля к амплитуде бегущей волны от фазовой ширины захваченного сгустка осцилляторов.

Запропоновано системний підхід моделювання НВЧ пристроїв. Його основна ідея полягає в установленні зв'язків системних параметрів пристроїв з їх фізичним конструкторсько-технологічним виконанням в багатошарових інтегральних технологіях LTCC (Low-Temperature Cofired Ceramic - низькотемпературна кераміка) та LCP (Liquid Crystal Polymer - рідкокристалічний полімер). Запропоновано 4 рівні моделювання телекомунікаційних безпроводових систем, а саме системний, рівень пристроїв, елементів/компонентів (ЕК) і конструювання. Задача полягає в моделюванні на 1-му або 2-му рівні, що залежить від інтегрального виконання телекомунікаційних пристроїв. Представлене аналітичне (теоретико-множинне) формулювання задачі, що складається з вхідної, вихідної інформації і алгоритму її вирішення. Наведено приклади моделювання відповідно до нового підходу: LCP антена на 6,2 ГГц та смуговий LTCC фільтр на 2,4 ГГц. Класифікація рівнів моделювання дозволить чітко відділяти етапи проектування один від одного. Запропонований системний підхід зменшить час та полегшить процес моделювання, тому що рівень ЕК в ньому не потрібен.