А.А. Бурцев – к.т.н., начальник лаборатории, АО «НПП «Алмаз» (г. Саратов);  ст. науч. сотрудник, Саратовский филиал ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН

E-mail: antbourtsew@gmail.com

А.В. Данилушкин – инженер, АО «НПП «Алмаз» (г. Саратов)

E-mail: dan-aleksei2012@yandex.ru

И.А. Навроцкий – науч. сотрудник, АО «НПП «Алмаз» (г. Саратов)

E-mail: ingvarna@gmail.com

А.Э. Плоских – студент, Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского; 

стажер-исследователь, Саратовский филиал ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН

E-mail: andreyploskih@gmail.com

Н.М. Рыскин – д.ф.-м.н., профессор, зав. лабораторией, Саратовский филиал ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН; профессор, Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского E-mail: RyskinNM@info.sgu.ru

Представлены результаты исследований, направленных на создание миниатюрной лампы бегущей волны (ЛБВ) c ленточным электронным пучком и замедляющей системой типа сдвоенной гребенки. Разработана конструкция электронно-оптической системы (ЭОС), формирующей сходящийся пучок с 10-кратной компрессией в вертикальном направлении. Отмечено, что использование ЭОС с компрессией позволяет уменьшить плотность тока на катоде и фокусирующее магнитное поле по сравнению с прямоточной ЭОС, погруженной в магнитное поле. Показано, что при этом также уменьшается высота пролетного канала, что приводит к увеличению сопротивления связи и, соответственно, коэффициента усиления. Проведены расчеты усиления ЛБВ в линейном и нелинейном режимах, из которых следует, что при токе пучка 100 мА коэффициент усиления может превышать 30 дБ в полосе частот около 20 ГГц, а выходная мощность в режиме насыщения составляет более 80 Вт.

1. Srivastava V. THz vacuum microelectronic devices // J. Physics: Conf. Series. 2008. V. 114. № 1. 012015.
2. Booske J.H., Dobbs R.J., Joye C.D., Kory C.L., Neil G.R., Park G.S., Park J.H., Temkin R.J. Vacuum electronic high power terahertz sources // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2011. V. 1. № 1. P. 54−75.
3. Dhillon S.S., Vitiello M.S., Linfield E.H., Davies A.G., et al. The 2017 terahertz science and technology roadmap // J. Phys. D, Appl. Phys. 2017. V. 50. № 4. 043001.
4. Baig A., Gamzina D., Kimura T., Atkinson J., et al. Performance of a nano-CNC machined 220-GHz traveling wave tube amplifier // IEEE Trans. Electron Devices. 2017. V. 64. № 5. P. 2390−2397.
5. Рожнёв А.Г., Рыскин Н.М., Каретникова Т.А., Торгашов Г.В., Синицын Н.И., Шалаев П.Д., Бурцев А.А. Исследование характеристик замедляющей системы лампы бегущей волны миллиметрового диапазона с ленточным электронным пучком // Известия ВУЗов. Радиофизика. 2013. Т. 56. № 8−9. С. 601−613.
6. Каретникова Т.А., Рожнёв А.Г., Рыскин Н.М., Торгашов Г.В., Торгашов И.Г., Синицын Н.И. Вопросы разработки усилителей и генераторов О-типа субтерагерцевого диапазона частот // Радиотехника. 2014. № 10. С. 46−51.
7. Ryskin N.M., Karetnikova T.A., Rozhnev A.G., Torgashov G.V., Bushuev N.A., Shalaev P.D. Development and modeling of a sheetbeam sub-THz traveling wave tube // Proceedings of 2015 IEEE International Vacuum Electronics Conference (IVEC 2015), Beijing. China. DOI: 10.1109/IVEC.2015.7223784.
8. Каретникова Т.А., Рожнёв А.Г., Рыскин Н.М., Торгашов Г.В., Синицын Н.И., Григорьев Ю.А., Бурцев А.А., Шалаев П.Д. Моделирование лампы бегущей волны субтерагерцевого диапазона с замедляющей системой типа сдвоенной гребенки и ленточным электронным пучком // Радиотехника и электроника. 2016. Т. 61. № 1. С. 54−60.
9. Karetnikova T.A., Rozhnev A.G., Ryskin N.M., Fedotov A.E., Mishakin S.V., Ginzburg N.S. Gain analysis of a 0.2-THz traveling-wave tube with sheet electron beam and staggered grating slow wave structure // IEEE Trans. Electron Devices. 2018. V. 65. № 6. P. 2129−2134.
10. Бурцев А.А., Григорьев Ю.А., Данилушкин А.В., Навроцкий И.А., Павлов А.А., Шумихин К.В. Особенности разработки электронно-оптических систем для импульсных терагерцовых ламп бегущей волны (Обзор) // ЖТФ. 2018. Т. 88. № 3. С. 464−471.
11. Невский П.В. Теория В.Т. Овчарова и примеры ее использования при расчете электронно-оптических систем электровакуумных приборов // Обзоры по электронной техники. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1989. № 15. 48 с.
12. Гамаюнов Ю.Г., Патрушева Е.В., Григорьев Ю.А., Бурцев А.А. Метод синтеза формирования сходящихся ленточных электронных пучков // Радиотехника. 2016. № 7. С. 38−40.
13. Гамаюнов Ю.Г., Патрушева Е.В. Синтез систем формирования сходящихся ленточных электронных пучков при частичной магнитной экранировке катода // Радиотехника и электроника. 2017. Т. 62. № 11. С. 1126−1132.
14. Nguyen K.T., Pasour J.A., Antonsen T.M., Larsen P.B., Petillo J.J., Levush B. Intense sheet electron beam transport in a uniform solenoidal magnetic field // IEEE Trans. Electron Devices. 2009. V. 56. № 5. P. 744−752.
15. Ruan C.J., Wang S.Z., Han Y., Li Q.S., Yang X.D. Theoretical and experimental investigation on intense sheet electron beam transport with its diocotron instability in a uniform magnetic field // IEEE Trans. Electron Devices. 2014. V. 61. № 6. P. 1643−1650.
16. https://www.integratedsoft.com/Products/lorentz.aspx.
17. Кац А.М., Ильина Е.М., Манькин И.А. Нелинейные явления в СВЧ приборах О-типа с длительным взаимодействием. М.: Сов. радио. 1975. 296 с.