Широкополосная импульсная гиро-ЛБВ Ка-диапазона на основе волновода с винтовой гофрировкой

С.В. Самсонов; И.Г. Гачев; Г.Г. Денисов; А.А. Богдашов; С.В. Мишакин; А.Ш. Фикс; Е.А. Солуянова; Е.М. Тай; Я.В. Доминюк; В.Н. Мурзин; Б.А. Левитан

Широкополосная импульсная гиро-ЛБВ Ка-диапазона на основе волновода с винтовой гофрировкой

С.В. Самсонов¹, И.Г. Гачев², Г.Г. Денисов³, А.А. Богдашов⁴, С.В. Мишакин⁵, А.Ш. Фикс⁶, Е.А. Солуянова⁷, Е.М. Тай⁸, Я.В. Доминюк⁹, В.Н. Мурзин¹⁰, Б.А. Левитан¹¹

научная статья Страницы: 104-112

¹ к.ф.-м.н., зав. лабораторией, Институт прикладной физики (ИПФ) РАН, г. Нижний Новгород
^2,6 к.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник, ИПФ РАН, г. Нижний Новгород
³ чл.-корр. РАН, профессор, зав. отделом ИПФ РАН, г. Нижний Новгород
^4,5 к.ф.-м.н., науч. сотрудник, ИПФ РАН, г. Нижний Новгород
⁷ к.ф.-м.н., руководитель отдела, ЗАО НПП «Гиком», Нижегородский филиал («Гиком-НН»), г. Нижний Новгород
⁸ к.ф.-м.н., директор ЗАО НПП «Гиком», Нижегородский филиал («Гиком-НН»), г. Нижний Новгород
⁹ начальник, НИО ОАО «Радиофизика»
¹⁰ начальник, сектора ОАО «Радиофизика»
¹¹ к.т.н., ген. директор ОАО «Радиофизика», зав. кафедрой радиофизики и технической кибернетики МФТИ, зав. кафедрой 909 конструирования антенно-фидерных систем МАИ

Ключевые слова: гиротронная лампа бегущей волны (гиро-ЛБВ)циклотронный резонанс

Аннотация

Представлены результаты экспериментального исследования гиро-ЛБВ на основе волновода с винтовой гофрировкой. По сравнению с предыдущими аналогичными работами реализована конфигурация с одноступенчатой рекуперацией энергии электронного пучка, позволившая существенно повысить КПД усилителя. Конструкция гиро-ЛБВ рассчитана на обеспечение импульсно-периодического режима работы с длительностью импульсов до 250 мкс, скважностью 8 и средней выходной мощностью до 15 кВт.

Для цитирования

Самсонов С.В., Гачев И.Г., Денисов Г.Г., Богдашов А.А., Мишакин С.В., Фикс А.Ш., Солуянова Е.А., Тай Е.М., Доминюк Я.В., Мурзин В.Н., Левитан Б.А. Широкополосная импульсная гиро-ЛБВ Ка-диапазона на основе волновода с винтовой гофрировкой // Радиотехника. 2014. № 4. С. 104–112.

Список источников

Релятивистская высокочастотная электроника. Сборник статей / под ред. А.В. Гапонова-Грехова. Горький. ИПФ АН СССР. 1979.
LitvakA.G., DenisovG.G., AgapovaM.V., MyasnikovV.E., PopovL.G., TaiE.M., UsachevS.V., ZapevalovV.E., ChirkovA.V., IlinV.I., KuftinA.N., MalyginV.I., SokolovE.V., SolyanovaE.A.DevelopmentinRussiaof 170 GHzgyrotronforITER, Proc. 36thInt. Conf. on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2011), 2011, Houston, TX, USA, Th2A.1.
Гапонов А.В. Возбуждение линии передачи непрямолинейным электронным пучком // Изв. вузов. Сер. Радиофизика. 1959. Т. 2. № 3. С. 443.
Гапонов А.В., Петелин М.И., Юлпатов В.К.Индуцированное излучение возбужденных классических осцилляторов и его использование в высокочастотной электронике // Изв. вузов. Сер. Радиофизика. 1967. Т. 10. № 9-10. С. 1414.
Chu K.R., Chen H.Y., Hung C.L., Chang T.H., and Barnett L.R.Ultrahigh-gain gyrotron traveling wave amplifier // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 81. P. 4760-4763.
Garven M., Calame J.P., Danly B.G., Nguyen K.T., Levush B., Wood F.N., Pershing D.E. A gyrotron-traveling-wave tube amplifier experiment with a ceramic loaded interaction region // IEEE Trans. Plasma Sci., Jun. 2002. V. 30. № 3. P. 885-893.
Pershing D.E., Nguyen K.T., Calame J.P., Danly B.G., Levush B., Wood F.N., Garven M. A TE11 Ka-band Gyro-TWT amplifier with high-average power compatible distributed loss // IEEE Trans. Plasma Sci. Jun. 2004. V. 32. № 3. P. 947-956.
Wang H., Li H., Luo Y., Yan R. Theoretical and Experimental Investigation of a Ka-band Gyro-TWT with Lossy Interaction Structure // J. Infrared Milli Terahz Waves. Feb. 2011. V. 32. № 2. P. 172-185.
Liu B., Feng J., Wang E., Li Z., Xu Zeng, Qian L., Wang H.Design and Experimental Study of a Ka-band Gyro-TWT With Periodic Dielectric Loaded Circuits // IEEE Trans. Plasma Sci. Aug. 2011. V. 39. № 8. P. 1665-1672.
www.haystack.mit.edu
Blank M., Borchard P., Cauffman S., Felch F. W-band gyro-amplifiers at Haystack Ultra-Wide Satellite Imaging Radar // in digest of joint 32nd Int. conf. on IR and MM Waves and 15th Int. conf. on THz Electronics. Cardiff. UK. 2007. P. 364-366.
Denisov G.G., Cooke S.J. New microwave system for gyro-TWT. // Digest 21st Int. conf. infrared and millimeter waves (Berlin, Germany, 1996, ed. by M. von Ortenberg and H.-U. Mueller). P. AT2.
Denisov G.G., Bratman V.L., Cross A.W., He W., Phelps A.D.R., K Ronald., Samsonov S.V. and Whyte C.G. Gyrotron traveling wave amplifier with a helical interaction waveguide // Physical. Review Letters. 1998. V. 81. № 25. P. 5680.
Bratman V.L., Cross A.W., Denisov G.G., He W., Phelps A.D.R., Ronald K., Samsonov S.V., Whyte C.G., Young A.R. High-Gain wide-band gyrotron traveling wave amplifier with a helically corrugated waveguide // Phys. Rev. Letts. 2000. V. 84. № 12. P. 2746-2749.
Samsonov S.V., Bratman V.L., Denisov G.G. et al.Broadband Gyro-TWTs and Gyro-BWOs with helically rippled waveguides // in Proc. of 5th Int. Workshop «Strong Microwaves in Plasmas». Nizhny Novgorod. Russia. 2002. P. 46-61.
Братман В.Л., Денисов Г.Г., Самсонов С.В., Кросс А.У., Фелпс А.Д.Р., Хе В. Высокоэффективные широкополосные гиро-ЛБВ и гиро-ЛОВ со спирально-гофрированными волноводами // Изв. вузов. Сер. Радиофизика. 2007. Т. 50. № 2. С. 104.
Samsonov S.V., Bratman V.L., Denisov G.G., Gachev I.G., Glyavin M.Yu. and Manuilov V.N. Gyro-TWTs and Gyro-BWOs with helically corrugated waveguides // The Joint 32nd International conference on Infrared and millimetre waves and 15th international conference on terahertz electronics. Cardiff. UK. September 2-7, 2007, Conf. Digest Ed. by M.J. Griffin, P.C. Hargrave, T.J. Parker, K.P. Wood. P. 578-581.
Samsonov S.V., Denisov G.G., Gachev I.G., Eremeev A.G., Fiks A.S., Holoptsev V.V., Kalynova G.I., Manuilov V.N., Mishakin S.V., Sokolov E.V. CW Ka-band kW-level helical-waveguide gyro-TWT // IEEE Transactions on electron devices, 2012. V. 59. № 8. P. 2250 - 2255.

[1] Релятивистская высокочастотная электроника. Сборник статей / под ред. А.В. Гапонова-Грехова. Горький. ИПФ АН СССР. 1979.

[2] LitvakA.G., DenisovG.G., AgapovaM.V., MyasnikovV.E., PopovL.G., TaiE.M., UsachevS.V., ZapevalovV.E., ChirkovA.V., IlinV.I., KuftinA.N., MalyginV.I., SokolovE.V., SolyanovaE.A.DevelopmentinRussiaof 170 GHzgyrotronforITER, Proc. 36thInt. Conf. on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2011), 2011, Houston, TX, USA, Th2A.1.

[3] Гапонов А.В. Возбуждение линии передачи непрямолинейным электронным пучком // Изв. вузов. Сер. Радиофизика. 1959. Т. 2. № 3. С. 443.

[4] Гапонов А.В., Петелин М.И., Юлпатов В.К.Индуцированное излучение возбужденных классических осцилляторов и его использование в высокочастотной электронике // Изв. вузов. Сер. Радиофизика. 1967. Т. 10. № 9-10. С. 1414.

[5] Chu K.R., Chen H.Y., Hung C.L., Chang T.H., and Barnett L.R.Ultrahigh-gain gyrotron traveling wave amplifier // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 81. P. 4760-4763.

[6] Garven M., Calame J.P., Danly B.G., Nguyen K.T., Levush B., Wood F.N., Pershing D.E. A gyrotron-traveling-wave tube amplifier experiment with a ceramic loaded interaction region // IEEE Trans. Plasma Sci., Jun. 2002. V. 30. № 3. P. 885-893.

[7] Pershing D.E., Nguyen K.T., Calame J.P., Danly B.G., Levush B., Wood F.N., Garven M. A TE11 Ka-band Gyro-TWT amplifier with high-average power compatible distributed loss // IEEE Trans. Plasma Sci. Jun. 2004. V. 32. № 3. P. 947-956.

[8] Wang H., Li H., Luo Y., Yan R. Theoretical and Experimental Investigation of a Ka-band Gyro-TWT with Lossy Interaction Structure // J. Infrared Milli Terahz Waves. Feb. 2011. V. 32. № 2. P. 172-185.

[9] Liu B., Feng J., Wang E., Li Z., Xu Zeng, Qian L., Wang H.Design and Experimental Study of a Ka-band Gyro-TWT With Periodic Dielectric Loaded Circuits // IEEE Trans. Plasma Sci. Aug. 2011. V. 39. № 8. P. 1665-1672.

[10] www.haystack.mit.edu

[11] Blank M., Borchard P., Cauffman S., Felch F. W-band gyro-amplifiers at Haystack Ultra-Wide Satellite Imaging Radar // in digest of joint 32nd Int. conf. on IR and MM Waves and 15th Int. conf. on THz Electronics. Cardiff. UK. 2007. P. 364-366.

[12] Denisov G.G., Cooke S.J. New microwave system for gyro-TWT. // Digest 21st Int. conf. infrared and millimeter waves (Berlin, Germany, 1996, ed. by M. von Ortenberg and H.-U. Mueller). P. AT2.

[13] Denisov G.G., Bratman V.L., Cross A.W., He W., Phelps A.D.R., K Ronald., Samsonov S.V. and Whyte C.G. Gyrotron traveling wave amplifier with a helical interaction waveguide // Physical. Review Letters. 1998. V. 81. № 25. P. 5680.

[14] Bratman V.L., Cross A.W., Denisov G.G., He W., Phelps A.D.R., Ronald K., Samsonov S.V., Whyte C.G., Young A.R. High-Gain wide-band gyrotron traveling wave amplifier with a helically corrugated waveguide // Phys. Rev. Letts. 2000. V. 84. № 12. P. 2746-2749.

[15] Samsonov S.V., Bratman V.L., Denisov G.G. et al.Broadband Gyro-TWTs and Gyro-BWOs with helically rippled waveguides // in Proc. of 5th Int. Workshop «Strong Microwaves in Plasmas». Nizhny Novgorod. Russia. 2002. P. 46-61.

[16] Братман В.Л., Денисов Г.Г., Самсонов С.В., Кросс А.У., Фелпс А.Д.Р., Хе В. Высокоэффективные широкополосные гиро-ЛБВ и гиро-ЛОВ со спирально-гофрированными волноводами // Изв. вузов. Сер. Радиофизика. 2007. Т. 50. № 2. С. 104.

[17] Samsonov S.V., Bratman V.L., Denisov G.G., Gachev I.G., Glyavin M.Yu. and Manuilov V.N. Gyro-TWTs and Gyro-BWOs with helically corrugated waveguides // The Joint 32nd International conference on Infrared and millimetre waves and 15th international conference on terahertz electronics. Cardiff. UK. September 2-7, 2007, Conf. Digest Ed. by M.J. Griffin, P.C. Hargrave, T.J. Parker, K.P. Wood. P. 578-581.

[18] Samsonov S.V., Denisov G.G., Gachev I.G., Eremeev A.G., Fiks A.S., Holoptsev V.V., Kalynova G.I., Manuilov V.N., Mishakin S.V., Sokolov E.V. CW Ka-band kW-level helical-waveguide gyro-TWT // IEEE Transactions on electron devices, 2012. V. 59. № 8. P. 2250 - 2255.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи