Разработка лампы бегущей волны W-диапазона с ленточным электронным пучком и замедляющей системой типа сдвоенная гребенка

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приведены результаты разработки лампы бегущей волны O-типа W-диапазона с ленточным электронным пучком. Разработана и оптимизирована конструкция замедляющей системы в виде сдвоенной гребенки с широкополосными согласующими устройствами ввода–вывода, проведен расчет ее электродинамических параметров. Представлены результаты трехмерного компьютерного моделирования процессов усиления в ЛБВ методом частиц в ячейке. Получен коэффициент усиления, превышающий 30 дБ в полосе частот около 25 ГГц. Разработан и изготовлен макет электронной пушки с прессованным импрегнированным катодом, фокусирующим электродом и анодом, обеспечивающий формирование ленточного электронного пучка с высокоаспектным соотношением сторон и током 0.1 А. Представлена конструкция вакуумного окна, обсуждается технология его изготовления.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Н. Титов

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

Email: torgashovra@gmail.com

Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Россия, ул. Зеленая, 38, Саратов, 410019; ул. Астраханская, 83, Саратов, 410012

И. А. Чистяков

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; АО «НПП «Алмаз»

Email: torgashovra@gmail.com

Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Россия, ул. Зеленая, 38, Саратов, 410019; ул. Панфилова, 1, Саратов, 410033

И. А. Навроцкий

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; АО «НПП «Алмаз»

Email: torgashovra@gmail.com

Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Россия, ул. Зеленая, 38, Саратов, 410019; ул. Панфилова, 1, Саратов, 410033

Д. Н. Золотых

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; АО «НПП «Алмаз»

Email: torgashovra@gmail.com

Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Россия, ул. Зеленая, 38, Саратов, 410019; ул. Панфилова, 1, Саратов, 410033

Р. А. Торгашов

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

Автор, ответственный за переписку.
Email: torgashovra@gmail.com

Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Россия, ул. Зеленая, 38, Саратов, 410019; ул. Астраханская, 83, Саратов, 410012

О. Р. Абрамов

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

Email: torgashovra@gmail.com
Россия, ул. Астраханская, 83, Саратов, 410012

Е. В. Горшкова

АО «НПП «Алмаз»

Email: torgashovra@gmail.com
Россия, ул. Панфилова, 1, Саратов, 410033

В. В. Емельянов

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; АО «НПП «Алмаз»

Email: torgashovra@gmail.com

Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Россия, ул. Зеленая, 38, Саратов, 410019; ул. Панфилова, 1, Саратов, 410033

Н. М. Рыскин

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

Email: torgashovra@gmail.com

Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Россия, ул. Зеленая, 38, Саратов, 410019; ул. Астраханская, 83, Саратов, 410012

Список литературы

  1. Григорьев А.Д. Терагерцевая электроника. М.: Физматлит, 2021.
  2. Zhang X.-C., Xu J. Introduction to THz Wave Photonics. N.Y.: Springer, 2010. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-0978-7
  3. Rieh J.-S. Introduction to Terahertz Electronics. N.Y.: Springer, 2021. https://doi.org/10.1007/978-3-030-51842-4
  4. THz Communications. Paving the Way Towards Wireless Tbps / Eds T.Kürner, D.M. Mittleman, T. Nagatsuma. Springer Series in Optical Sciences. V. 234. N.Y.: Springer, 2022. https://doi.org/10.1007/978-3-030-73738-2
  5. Paoloni C., Gamzina D., Letizia R. et al. // J. Electromag. Waves Appl. 2021. V. 35. № 5. P. 567. https://doi.org/10.1080/09205071.2020.1848643
  6. Shin Y.M., Baig A., Barnett L.R. et al. // IEEE Trans. 2011. V. ED-58. № 9. P. 3213. https://doi.org/10.1109/TED.2011.2159842
  7. Baig A., Gamzina D., Kimura T. et al. // IEEE Trans. 2017. V. ED-64. № 5. P. 2390. https://doi.org/10.1109/TED.2017.2682159
  8. Karetnikova T.A., Rozhnev A.G., Ryskin N.M. et al. // IEEE Trans. 2018. V. ED-65. № 6. P. 2129. https://doi.org/10.1109/TED.2017.2787960
  9. Shin Y.-M., Stockwell B., Begum R., et al. // IEEE Trans. 2023. V. ED-70. № 6. P. 2738. https://doi.org/10.1109/TED.2023.3241834
  10. Zhang C., Pan P., Cai J. et al. // IEEE Trans. 2023. V. ED-70. № 6. P. 2798. https://doi.org/10.1109/TED.2022.3233291
  11. Yang R., Xu J., Yue L. et al. // IEEE Trans. 2022. V. ED-69. № 5. P. 2656. https://doi.org/10.1109/TED.2022.3161255
  12. Рожнев А.Г., Рыскин Н.М., Каретникова Т.А. и др. // Изв. вузов. Радиофизика. 2013. Т. 56. № 8—9. С. 601.
  13. Каретникова Т.А., Рожнев А.Г., Рыскин Н.М. и др. // РЭ. 2016. Т. 61. № 1. С. 54. https://doi.org/10.1134/S1064226915120116
  14. Давидович М.В. // ЖТФ. 2019. Т. 89. № 2. С. 280. https://doi.org/10.21883/JTF.2019.02.47084.80-18
  15. Shin Y.-M., Barnett L.R., Luhmann N.C. // IEEE Trans. 2009. V. ED-56. № 5. P. 706. https://doi.org/10.1109/TED.2009.2015404
  16. Wang J., Shu G., Liu G. et al. // IEEE Trans. 2016. V. ED-63. № 1. P. 504. https://doi.org/10.1109/TED.2015.2502620
  17. Srivastava V., Srivastava N. // 3rd Intern. Conf. and Workshops on Recent Advances and Innovations in Engineering (ICRAIE). Jaipur, India. 22–25 Nov. N.Y.: IEEE, 2018. P. 1. https://doi.org/10.1109/ICRAIE.2018.8710392
  18. Srivastava V. // IETE Tech. Rev. 2018. V. 36. № 5. P. 501. https://doi.org/10.1080/02564602.2018.1509738
  19. Zheng Y., Gamzina D., Himes L. et al. // IEEE 2020. V. THz-10. № 4. P. 411. https://doi.org/10.1109/TTHZ.2020.2995826
  20. Nguyen K.T., Pasour J.A., Antonsen T.M. et al. // IEEE Trans. 2009. V. ED56. № 5. P. 744. https://doi.org/10.1109/TED.2009.2015420
  21. Ruan C., Wang S., Han Y., et al. // IEEE Trans. 2014. V. ED-61. № 6. P. 1643. https://doi.org/10.1109/TED.2014.2299286
  22. Navrotsky I.A., Burtsev A.A., Emelyanov V.V. et al. // IEEE Trans. 2021. V. ED-68. № 2. P. 798. https://doi.org/10.1109/TED.2020.3041425
  23. Zheng Y., Gamzina D., Popovic B., Luhmann N.C. // IEEE Trans. 2016. V. ED-63. № 11. P. 4466. https://doi.org/10.1109/TED.2016.2606322
  24. Yang L., Wang J., Li H., et al. // IEEE Trans. 2017. V. TPS-45. № 5. P. 805. https://doi.org/10.1109/TPS.2017.2688480
  25. Zhang C., Pan P., Chen X. et al. // Electronics. 2021. V. 10. Р. 3051. https://doi.org/10.3390/electronics10243051
  26. Yin P.C., Xu J., Yang R.C. et al. // IEEE Electron Device Lett. 2022. V. 43. № 8. P. 1343. https://doi.org/10.1109/LED.2022.3187160
  27. Cook A.M., Joye C.D., Kimura T. et al. // IEEE Trans. 2013. V. ED-60. № 3. P. 1257. https://doi.org/10.1109/TED.2012.2232929
  28. Сазонов В.П., Терехина З.Н., Лямзин В.М. // Обзоры по электронной технике. Сер. Электроника СВЧ. 1972. Вып. 3(8). С. 1.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема ЗС типа сдвоенной гребенки.

Скачать (110KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результаты моделирования электродинамических характеристик ЗС: а — дисперсионные характеристики симметричной (1), антисимметричной (2) моды и электронного пучка при напряжении 12.7 кВ (3); б — зависимость сопротивления связи K от частоты для рабочей +1-й пространственной гармоники.

Скачать (96KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Конструкция широкополосного согласующего устройства ввода/вывода энергии (a) и S-параметры ЗС (б).

Скачать (132KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость коэффициента линейного усиления G от частоты (а) и зависимости выходной мощности P от частоты при различных значениях входной мощности (б): 10 (1), 20 (2), 50 (3), 100 мВт (4).

Скачать (123KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Трехмерная компьютерная модель электронной пушки (a) и фотография экспериментального макета (б): 1 — катод; 2 — фокусирующий электрод; 3 — анод; 4 — электронный поток. Цветами показана энергия электронов, изменяющаяся от 0 до 12.7 кэВ.

Скачать (135KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Экспериментально измеренная ВАХ пушки.

Скачать (45KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Компьютерная модель вакуумного окна в виде наклонно расположенной слюдяной пластины в волноводе.

Скачать (54KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Зависимости КСВ вакуумного окна от частоты при толщине слюдяной пластины 85 мкм и угле наклона 60° (1), 65° (2), 70° (3) и 75° (4).

Скачать (89KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Фотография вакуумно-плотного соединения «слюдяная пластина–металл»: 1 — слюдяной диск, 2 — титановое кольцо, 3 — заготовка из псевдосплава МД-15.

Скачать (225KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Зависимости КСВ от частоты для слюдяного диска толщиной 85 мкм, нормально расположенного в волноводе: 1 — экспериментальные измерения; 2 — результаты расчета по формуле (3).

Скачать (69KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».