Впервые создан широкополосный плазменный релятивистский СВЧ-генератор на основе гладкого волновода, в котором электронный поток осаждается на стенки волновода, а плазменный волновод располагался внутри этого потока. Такая конфигурация позволяет легко охлаждать систему, что важно для частотно-периодического режима работы. В используемых ранее плазменных мазерах электронный поток распространялся внутри плазменного волновода и осаждался на внутренние детали конструкции. В результате они перегревались, появлялись дополнительные молекулы газа и плазма. При коротких импульсах и в режиме генерации однократных импульсов последствия перегрева существенно не влияли на работу системы. В случае же частотно-периодического режима это делает невозможной нормальную работу генератора. В традиционных плазменных мазерах отвод тепла является трудоемкой задачей, существенно усложняющей конструкцию и приводящей к снижению эффективности генерации. Целью настоящей работы было проверить работоспособность плазменного мазера, в котором электронный поток распространяется снаружи от плазмы и осаждается на стенки волновода. В работе продемонстрирована возможность электронной перестройки частоты излучения от импульса к импульсу в диапазоне 3–9 ГГц при мощности 20 МВт. Тем самым доказана возможность построения плазменного мазера с широкой перестройкой частоты излучения в периодическом режиме следования импульсов с большой частотой повторения. Данная работа является началом исследования возможности построения высокоэффективного широкополосного генератора, который сможет работать в частотном режиме длительное время.
A broadband plasma relativistic microwave oscillator on the base of smooth waveguide with plasma inside an electron flux was created. For the first time, the electrons were deposited onto the walls of the waveguide. This configuration makes it easy to cool the system, which is important for the pulseperiodic mode of operation. In the previously used plasma masers, an electron flux propagated inside the plasma waveguide and underwent deposition on the internal parts of the construction. Thus, internal parts overheated, additional molecules of gas and plasma appeared. For short pulses and in the mode of single pulses the consequences of overheating did not significantly affect the operation of the system. But in the pulse-periodic mode overheating makes impossible the operation of the generator. The means to be used for getting rid of the effects of overheating significantly complicates the design of the maser, reduces the efficiency of the entire system. The aim of this work was to check the functionality of the plasma maser in which the electron beam propagated outside the plasma and deposited on the walls of the waveguide. The electron tuning of the microwave emission frequency from one pulse to another pulse was demonstrated in the range 3 to 9 GHz at the power level of 20 MW. The result proved the possibility of plasma maser design with a broad frequency tuning range with high pulse repetition rate. This work is the beginning of the study the capability of building a highly efficient broadband oscillator that can operate in the pulse-periodic mode for a long time.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 29256694
