В.Ю. Мучкаев – к.т.н., доцент,  кафедра «Электронные приборы и системотехника», 

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

E-mail: muchkaev_vadim@mail.ru

В.А. Сенчуров – к.т.н., доцент,  кафедра «Электронные приборы и системотехника», 

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. E-mail: senchurov_v86@mail.ru

Постановка проблемы. Сложность разработки перспективных вакуумных СВЧ-приборов миллиметрового диапазона затрудняется пропорциональным длине волны уменьшением линейных размеров их основных узлов и, в частности, электродинамических систем. Как следствие, большой интерес вызывает развитие и исследование новых подходов к продвижению вакуумных СВЧ-приборов в миллиметровый диапазон. Один из таких подходов – это создание источников миллиметровых волн на основе умножителей частоты.

Цель. Предложить конструкции электродинамической системы на основе трехзазорного резонатора, позволяющие повысить эффективность умножителей частоты клистронного типа и получить более дешевые и простые источники на уже достигнутых частотах, а также продвинуться в субмиллиметровый диапазон. 

Результаты. Представлены результаты исследований электродинамических свойств семилучевого трехзазорного резонатора, основная частота которого лежит в K-диапазоне, а высшие виды колебаний в миллиметровом диапазоне длин волн. Показано, что в рассмотренном резонаторе можно добиться кратного отношения частоты f2 ≈ 37 ГГц высшего вида колебаний к частоте основного вида колебаний  f0 ≈ 18.5 ГГц (то есть f2/f0 = 2), а также кратного отношения частоты f6 ≈ 55.5 ГГц высшего вида колебаний к частоте основного вида колебаний (f6/f0 = 3).

Практическая значимость. Режим работы, при котором происходит одновременное взаимодействие электронного потока с полем основного и высшего вида колебаний, представляет значительный интерес. Полученные результаты расчетов трехзазорного резонатора могут быть использованы при разработках перспективных многолучевых приборов клистронного типа миллиметрового диапазона.

1. Tonouchi M. Cutting-edge terahertz technology // Nature Photonics 2007. V. 1. P. 97−105.
2. Taylor Z.D., Singh R.S., Bennett D.B. et al. THz medical imaging: in vivo hydration sensing // IEEE Transactions of Terahertz Science and Technology. 2011. V. 1. № 1. P. 201−219.
3. Сенчуров В.А., Мучкаев В.Ю. Исследование электродинамических свойств четырехзазорного резонатора W-диапазона // Радиотехника. 2017. № 7. С. 70−75.
4. Ruey-Jen Hwu, Derrick K. Kress, Sam V. Judd, Jordan M. Krebs, Larry P. Sadwick. 81−86 GHz E-band 90 Watts High Power Traveling Wave Tubes // IEEE IVEC. 2016. P. 515−516.
5. Белов К.В., Каретникова Т.А., Плоских А.Э., Рыскин Н.М., Торгашов Г.В. Умножитель диапазона 0,2 ТГц с ленточным электронным пучком // Радиотехника. 2017. № 7. С. 19−23.
6. Fan J.; Wang Y. A 14 kW High-Power X-Band to Ka-Band Klystron Frequency Multiplier // IEEE Transactions on Electron Devices. 2014. V. 61. № 6. P. 1854−1858.
7. Сенчуров В.А., Мучкаев В.Ю. Электродинамические характеристики многолучевого двухзазорного резонатора миллиметрового диапазона // Радиотехника. 2017. № 2. С. 99−103.
8. Мучкаев В.Ю., Сенчуров В.А., Царев В.А. Электродинамические параметры трехзазорного резонатора с двумя разнесенными пучками // Материалы Междунар. научно-технич. конф. «Актуальные проблемы электронного приборостроения». Саратов. 2016. Т. 1. С. 343−349.
9. Лебедев И.В. Техника и приборы сверхвысоких частот. Изд. 2-е. Т. 2. М.: Высшая школа. 1972.
10. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. № 2011611748 от 24.02.2011. Мучкаев В.Ю., Царев В.А.
11. Григорьев А.Д., Янкевич В.Б. Резонаторы и резонаторные замедляющие системы СВЧ. Численные методы расчета и проектирования. М.: Радио и связь. 1984.
12. George Caryotakis High Power Klystrons: Theory and Practice at the Stanford Linear Accelerator Center. 2005.