МНОГОРЕЗОНАТОРНЫЕ МАГНЕТРОНЫ С ХОЛОДНЫМ ВТОРИЧНОЭМИССИОННЫМ КАТОДОМ: В ПРОШЛОМ, НАСТОЯЩЕМ, БУДУЩЕМ – ЧАСТЬ 8

January 15, 2013 by admin Комментировать »

Таблица 10. Table 10.

Параметры

Расчет

Эксперимент

Рабочий ток/д , А

6,58

6,5

Выходная мощность кВт

25

20

КПД η , %

26,7

20

Рис. 22. Начальная стадия динамики вторичноэмиссионного размножения электронов при стимулировании ВЭЭ первичными электронами: а) с лезвийного ПЭ; б) с острийного ПЭ.

Fig. 22. Initial stage in dynamics of electrons secondary-emission propagation at stimulation by primary electrons: a)

from the blade-shaped FE; b) from the spiked FE.

С помощью 3-D математического моделирования протестированы характеристики также 30-резона- торного коаксиального магнетрона сантиметрового диапазона с холодным ВЭК и ПЭ первичных электронов [26]. Моделирование динамики процесса вто- рично-электронного размножения в случае применения схем конструкции холодного катода (рис. 4, рис. 20) осуществлено при условиях, когда не учитывается неравномерность электростатического поля вдоль оси холодного катода, и плоские кольца 1 элементов ПЭ предполагаются «прозрачными».

На рис. 22, а показана динамика процесса ВЭР на начальной стадии для схемы холодного катода, показанной на рис.4. При таких схемах конструкции холодного катода в процессе ВЭР и формирования электронной втулки принимают участие первичные электроны, туннелированные из элементов 1 ПЭ под небольшим углом к оси катода. Эти электроны перемещаются по эпицикпоидам малой амплитуды практически вдоль линий параллельных рабочей поверхности элементов ВЭК. Достигая торцов анода, первичные электроны (автоэлектроны) попадают в неоднородное электрическое поле и бомбардируют концевые области ВЭЭ, запуская процесс вторичноэлектронного размножения (рис. 22, а).

Концевые области ВЭЭ вносят вклад в процесс вторично-электронного размножения при сравнительно небольшой плотности пространственного заряда (ППЗ) в пространстве взаимодействия магнетрона. При увеличении ППЗ в процесс вторично-электрон- ного размножения лавинообразно включается вся рабочая поверхность ВЭЭ.

На рис. 22, б представлена динамика процесса ВЭР на начальной стадии для конструкции холодного катода, схематически показанной на рис.20. Отличие динамики процесса вторично-электронного размножения в начальной стадии можно объяснить тем, что такой холодный катод обеспечивает процесс формирования электронной втулки за более короткий отрезок времени (меньше 200 цикпотронных периодов). Это обусловлено тем, что вследствие разности потенциалов между элементами 3 ПЭ и слоем

4  ВЭЭ все электроны, туннелированные из элементов 3 ПЭ, принимают участие в процессе вторичноэлектронного размножения.

Результаты моделирования динамики вторичноэлектронного размножения в магнетронах с холодными катодами, выполненными в соответствии со схемами, показанными на рис.4 и на рис. 20, совпадают на стадиях группировки (рис.22, а„ б) и перехода к режиму генерации.

Результаты 3-D моделирования магнетрона с холодным ВЭК показывают также, что на динамику вторично-электронного размножения влияет величина угла падения первичных электронов на поверхность ВЭЭ.

Результаты расчета по 3-D модели: выходная мощность Р= 8,48 кВт при контурном КПД 77^,~0,8,

анодном токе =5 А, импульсе анодного напряжения в виде тандема импульсов – вспомогательного импульса длительностью 0,2 мкс и амплитудой 5 кВ

и рабочего импульса Uq =                    8 кВ длительно

стью г =70 НС, КПД η =21,2 %.

Данные расчетов рабочего тока, выходной мощности и КПД имеют хорошее соответствие данным измерений.

В процессе испытаний серийных магнетронов имела место надежная генерация стабильных колебаний. В режиме коротких импульсов. КМ обеспечивал при магнитном поле В= 0,5 Тл, анодном токе 1^=5,7 А, амплитуде анодного напряжения Uq = 8 кВ, длительности импульсов г =(50 – 70) не выходную импульсную мощность Р= 8 кВт при КПД η около 20 % на частоте выходного сигнала 9,4 ГГц..

Результаты 3-D моделирования позволили оптимизировать геометрию элементов ПЭ в промышленном образце магнетрона [26] (рис. 18).

5.3.         Дрейфово-орбитальные резонансы в магнетронах миллиметрового диапазона с холодным ВЭК.

До настоящего времени не создана физическая и математическая модели процесса электронноволнового взаимодействия в скрещенных полях, «классических» и «неклассических» магнетронов миллиметрового диапазона волн которые логично объясняли бы существенное отличие геометрии пространств взаимодействия, основных параметров и режимов работы.

В ряде работ во внимание принимается взаимодействие электронного потока с первой отрицательной пространственной гармоникой колебаний л/2- вида высокочастотного поля с учетом влияния других гармоник [54-57]. Созданная 2-D модель элек- тронно-волнового взаимодействия в магнетронах с холодным ВЭК магнетронов миллиметрового диапазона волн, работающих на пространственных гармониках [56], вероятно, не может быть применена для анализа взаимодействия электронов и волн в других типах «неклассических» магнетронов. В некоторых работах анализируются только режимы «слабых полей» [66, 67]. Эти частные подходы, к сожалению, не учитывают типологическое единство «некпассиче- ских» магнетронов миллиметрового диапазона волн.

В работах [68-77] предпринята попытка анализа процессов в магнетронах миллиметрового диапазона волн со «слабыми полями» и в магнетронах на пространственных гармониках на основе параметров, характерных для этих генераторов. А именно, на основе величин их скрещенных статических электрического и магнитного полей, как параметров и признаков, которые отражают типологическое единство таких приборов.

Проведено сравнение расчетных данных, полученных с помощью построенной теоретической модели дрейфово-орбитальных резонансов в МБК миллиметрового диапазона волн с холодным ВЭК с результатами экспериментальных исследований образцов МБК с холодным катодом, работающих на пространственных гармониках (табл. 11).

На основе результатов сравнения сделано за- кпючение о вероятном механизме взаимодействия электронных потоков и электромагнитных волн в МБК миллиметрового диапазона волн в режиме первой гармоники п = \ низкоорбитного дрейфовоорбитального резонанса (рис. 24, 25).

В режиме дрейфово-орбитальных резонансов существует определенный минимальный потенциал Uw, необходимый для формирования электронного потока с параметрами оптимальными для обеспечения эффективного электронно-волнового взаимодействия.

Таблица 11.

Table 11.

п/п

Число

резона

торов,

N

Число вариаций ВЧ поля,

Р

Диаметр

анода,

, мм

Диаметр

катода,

, мм

dc

σ=——

da

Рабочее напряжение, кВ

Рабочее магнитное поле, Г

Максимальный КПД, %

Длина волны, мм

1

24

18(19)

3,3

1,7

0,515

18(15)

0,75

10

3,1

2

20

15

3,6

2

0,56

18,7

0,81

7

4,1

Рабочие точки всех «неклассических» магнетронов (работающих как в режиме «слабых полей», так и на «пространственных гармоник») находятся вблизи кривых, соответствующих низкоорбитным дрейфовоорбитальным резонансам (рис. 24, рис. 25) [76].

При этом они попадают в диапазон значений, задаваемый условием Ua>U„. На рис.34 треугольником обозначен режим работы экспериментального макета МБК на волне 3,1 мм (табл.11) на первой гармонике дрейфово-орбитального резонанса.

На рис. 25 треугольником обозначен режим работы экспериментального макета МБК, генерирующего на волне 4,1 мм (табл. 11) на первой гармонике дрейфово-орбитального резонанса.

В основе принципа работы «некпассических» магнетронов миллиметрового диапазона волн, вероятно, лежит дрейфово-орбитальный резонанс при взаимодействии в низкоорбитном режиме (режим сформированных «спиц») [73].

6.         Применение магнетронов с холодным катодом.

Магнетроны и в настоящее время остаются востребованными приборами. Исследования, разработка и создание магнетронов с холодным ВЭК проводятся в странах с высокоразвитой электронной промышленностью. Приборы М-типа, в том числе магнетроны миллиметрового диапазона волн находят широкое применение в современных радиосистемах. По данным фирмы Varian (в настоящее время CPI) в активных системах наведения ракет дальнего и среднего радиуса действия в конце XX века было применено более 20000 магнетронов

Рис. 24. Зависимость и^{ь) прир =18: для

«классических» магнетронов (прямая пунктирная линия); для дрейфово-орбитальных режимов (непрерывные кривые); (штриховая кривая – Халловская парабола отсечки при σ =0,515).

Fig. 24. Dependence u^(b^ at p =18 for conventional

Puc. 25. Зависимость u^(b^ приp =15 и σ =0,56: обозначения me же, что и на рис. 24.

Fig. 25. Dependence u^(b) at p =15 for conventional

magnetrons (dashed straight line) and for drift-orbital modes (continuous curves). (Dashed curve is the Hull cutoff parabola witha =0.515)

magnetrons (dashed straight line) and for drift-orbital modes (continuous curves). (Dashed curve is the Hull cutoff parabola with σ =0.56)

За последние два десятилетия большое развитие получили РЛС миллиметрового диапазона различного назначения, в частности, радары предупреждения столкновений транспортных средств, обзора территорий воздушных и морских портов, метеорологические радары, радары систем управления высокоточным оружием.

Как правило, к таким средствам предъявляются требования высокого разрешения и точности, а в ряде применений также малых габаритов и веса. При решении многих задач эти требования можно удовлетворить, если в качестве источников электромагнитного излучения применить импульсные магнетроны миллиметрового диапазона волн. Проблемой здесь является крайне ограниченный выбор магнетронов, надежно работающих в коротковолновой области миллиметрового диапазона. Выше в разделе

3   кратко описаны результаты работ, выполненных в РИ НАНУ с целью создания параметрического ряда импульсных МБК коротковолновой части миллиметрового диапазона для радарных систем нового поколения [21-24, 58]. В процессе выполнения этих работ была решена задача по созданию ряда сравнительно недорогих магнетронов миллиметрового диапазона волн, которые обладают достаточно широкими функциональными возможностями, отличаются уровнем мощности выходного сигнала, имеют небольшой вес и габариты, а также сравнительно невысокое анодное напряжение.

Одной из особенностей применения магнетронов в РЛС миллиметрового диапазона является работа в режиме высоких частот повторения импульсов при малой их длительности. При этом коэффициент заполнения оказывается достаточно высоким. Последнему требованию особенно трудно удовлетворить в магнетронах коротковолновой части миллиметрового диапазона из-за двух особенностей генераторов М- типа, упомянутых в начале статьи. Переход к режиму взаимодействия с пространственной гармоникой не всегда позволяет обеспечить приемлемые условия для работы термоэлектронного катода. В процессе экспериментальных исследований показано, что при коэффициентах заполнения около 0,001 мощность обратной бомбардировки может быть равной и даже превосходить мощность накала в магнетронах с основным термоэлектронным катодом, что влечет за собой существенное сокращение срока службы генератора.

На основе ряда МБК с холодным ВЭК трехмиллиметрового диапазона, работающих в режиме пространственной гармоники в 1995-2005 гг. в Украине создан ряд передатчиков для РЛС высокого разрешения миллиметрового диапазона волн [23, 24].

Рис. 26. а) Фото МПВ 8-миллиметрового диапазона с ДТК, холодным ВЭ и жидкостным охлаждением; б) фото МПВ 3-миллиметрового диапазона с ДТК, холодным ВЭК и воздушным охлаждением.

Fig. 26. а) Photo of а 8-millimeter wave range SWM with LTC, cold SEC and liquid cooling; b) photo of a 3- millimeter wave range SWM with LTC, cold SEC and air cooling

Ha рис.26 и 27 показан внешний вид МПВ с ДТК и основным и„ холодным ВЭК пакетированных с магнитом.

Эти магнетроны, пригодные для работы при скважности 1000 и меньше, применены в передатчиках метео-РЛС [59]. Аналоги этих приборов с воздушным охлаждением, работающие при скважности 2000, применены в двухчастотном радиолокационном комплексе для поиска нефтяных загрязнений в акваториях морей и океанов [59-61]

КМ трехсантиметрового диапазона с холодным ВЭК (рис.18) нашли применение в самолетных метео-РЛС и некоторых наземных РЛС специального назначения.

в обзоре кратко описаны результаты исследований, разработки и создания импульсных магнетронов с холодным ВЭК, осуществленных в ИРЭ им. А. Я. Усикова НАН Украины в 1965-2005 гг. и РИ НАН Украины в 1985-2005 гг.

Показано, что магнетроны миллиметрового диапазона волн с холодным ВЭК, работающие на пространственных гармониках имеют перспективу развития и применения в радиоэлектронных системах нового поколения. Это обусловлено преимуществами, которыми обладаю магнетроны с холодным катодом, работающие на пространственной гармонике колебаний не Л"-вида при сравнении с аналогичным типом магнетронов с термоэлектронным катодом. Не уступая магнетронам миллиметрового диапазона волн с термоэлектронным катодом по величине импульсной мощности и КПД, эти приборы обладают существенным превосходством по величине средней мощности, средней наработки на отказ и времени готовности. Кроме того, они могут работать при изменении средней подводимой мощности в больших пределах.

При разработке и создании импульсных генераторов электромагнитного излучения коротковолновой части миллиметрового диапазона волн для радиоэлектронных систем нового поколения хорошую перспективу имеют магнетроны на пространственных гармониках с холодным ВЭК. По мере укорочения рабочей длины волны более перспективным становится применение в магнетронах МДВ с холодным катодом новых типов сплавных катодов на основе сплавов металлов платиновой группы, а также холодных ВЭК катодов из чистых металлов этой же группы. Для возбуждения вторичной эмиссии холодных катодов могут быть применены термоэлектронные или автоэлектронные эмиттеры.

Разработка и создание коаксиальных магнетронов с холодным ВЭК, работающих на пространственных гармониках, имеет реальную перспективу. Совершенствование конструкций МПВ МДВ с холодным катодом, улучшение их рабочих характеристик и расширение функциональных возможностей будет реализовано при условии успешного развития теоретических исследований и применения достижений наноэлектроники и нанотехнологии.

Разработка и применение трехмерной модели магнетрона на пространственной гармонике с холодным ВЭК, а также исследование дрейфово-орбиталь- ных резонансов в неклассических магнетронах будет способствовать созданию малогабаритных надежных, недорогих МДВ МДВ с большим сроком службы для радиоэлектронных систем нового поколения.

IV.                           Список литературы

[1]  Microwave Magnetrons, Georg. В. Collins, Editor, McGraw Hill, N. Y., 1948, 806 p.

[2]  Crossed-Field Microwave Devices, Vol.1 and Vol.2,

E. Okress, Editor in Chief, Academic Press/ New York and London. 1961. 680 p.

[3]  Бычков С. И. Вопросы теории и практического применения приборов магнетронного типа. М.: Изд. «Советское радио», 1967, 216 с.

[4]  Электроника и радиофизика миллиметровых и субмил- лиметровых радиоволн. Киев.: Наукова думка. 1986. 386 с.

[5]  Ерёмка В. Д., Кулагин О. П., Науменко В. Д. Разработка и исследование магнетронов в Институте радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова и Радиоастрономическом институте НАН Украины // Радиофизика и электроника. – Харьков: Ин-т радиофизики и электроники НАН Украины

. – 2004. Т.9^ спец. вып. – С.42-67.

[6]   Гоицаенко С. В., Ерёмка В. Д., Копоть М. А., Кулагин О. П., Науменко В. Д., Суворов А. Н. Многорезонатор- ные магнетроны с холодным вторично-эмиссионным катодом: достижения, проблемы, перспективы // Радиофизика и электроника. – Харьков: Ин-т радиофизики и электроники НАН Украины. – 2005. Т. 10^ спец. вып. – С. 3-37.

[7]   Naumenko V. D., Schunemann Κ. and. VavrivD. M. Miniature 1 kW, 95 GHz magnetrons // Electronics Letters. – 1999, V. 35, No22/-. – P. 1960-1961.

Моисеенко A. E., Науменко В. Д., Суворов А. Н., Сыров. Р. Магнетрон на частоту 94 ГГц с большим сроком службы // Радиофизика и радиоастрономия. – 2003. -.8, № 4. С. 421-428.

[8]   IVIapuH В. П., Гурко А. А. Оценка Возможности создания коаксиального магнетрона в коротковолновой части миллиметрового диапазона длин волн // Материалы 14-й Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2004). Севастополь, Украина1, -2004. – С. 233-234.

[9]   Гурко А. А. Магнетрон на высших пространственных гармониках Ж -вида // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-техника. – 2003. – № 1. -С. 75-77.

[11 ] Fisk D., Hagstrum G., and Hartman P. The Magnetrons // Bell System Tech. J.- 1946, 26, No. 1, -P.167-283.

[12] A. c. 324937 СССР. Магнетрон с боковым катодом /

И. М. Вигдорчик / Открытия, изобретения – 1972. -№ 7.- С. 29

[13] Бабенко М. И., Вигдорчик И. М. Магнетрон с боковым катодом. // Тр. ИРЭ АН УССР. – Харьков. – 1961. – 9. – С. 150-162.

[14] Вигдорчик И. М., Мянд В. А., Науменко В. Д. Некоторые особенности работы магнетрона на инжектированных электронах // Тр. ИРЭ АН УССР. Харьков. -1970. – Т. 18.

–         С..22-32.

[15] Вигдорчик И. М., Тимофеев В. П. Исследование максимальных токов в магнетронном диоде с холодным катодом // ЖТФ – 1974. – Т. 44, № 2. – С. 221-223.

[16] Вигдорчик И. М., Науменко В. Д., Тимофеев В. П. Импульсные магнетроны с холодным вторичноэмиссионным катодом // Докл. Ак. Н. УССР. Сер. А. – 1975,-№ 7. – С. 633-636.

[17] Вигдорчик И. М., Мянд В. А., Науменко В. Д. Исследование работы магнетрона с холодным платиновым катодом при запуске внешним сигналом // Тр. ИРЭ АН УССР. – Харьков. -1970.-18. – С..23-43.

[18] Черенщиков С. А. О запуске магнетрона с холодным катодом на спаде импульса напряжения. // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ – 1972. – № 2. – С.33-42.

[19] Науменко В. Д. Черенщиков С. А Исследование запуска магнетрона с холодным вторично-эмиссионным катодом на спаде импульса напряжения // Изв. вузов. Радиофизика. – 1984, -27, № 2. – С.250-256.

[20] А. с. 392819 СССР Магнетрон с торцевой пушкой. / Вигдорчик И. М, Мянд В. А., Науменко В. Д. // Открытия, изобретения – 1973. – № 4. -С.89.

[21] Л. с. 392819 СССР Импульсный магнетрон /

И. М. Вигдорчик., В. А. Мянд, В. Д. Науменко // Открытия, изобретения – № 38, 1978 – С. 78.

[22] А. с. 606523 СССР. Генератор импульсов. /

И. М. Вигдорчик, В. Д. Науменко., С. А. Черенщиков // БИ.-1975.-№ 3. -С.76.

[23] Авт. св. 745331 СССР. Генератор импульсов. /

И. М. Вигдорчик, В. Д. Науменко, Ю. Л. Смирнов // Открытия, изобретения -1976. – № 6. – С. 69.

[24] Науменко В. Д. Импульсные источники колебаний миллиметрового диапазона радиоволн // Приборы, техника и распространение мм и субмм волн: Тез. докл. Межведом. научно – технической конф. — Харьков. – 1992.— С.24.

1999.      Naumenko V. D., Schunemann Κ. and. VavrivD. M. Miniature 1 kW, 95 GHz magnetrons // Electronics Letters. Vol. 35, No 22. – P. 1960-1961.

[25] Моисеенко A. E., Науменко В. Д., Суворов А. Н., Сыров А. Р. Магнетрон на частоту 94 ГГц с большим сроком службы // Радиофизика и радиоастрономия. – 2003. -Т.8, № 4. – С. 421-428.

[26] Naumenko V. D., Schunemann Κ., Semenuta V. Ye., and al. И Proc. of the 22-nd Int. Conf. on Infrared and Millimeter Waves, USA, 1997.-P. 42-43.

[27] Naumenko V. D., Semenuta V. Y., Vavriv D. М., and Volkov V. A. MM-wave transmitters using magnetrons with cold secondary-emission cathode // Proc. of MSMW98 Symposium. Kharkov, Ukraine, September 15- 17.-1998.-P.76-81.

[28] Naumenko V. D., Suvorov A. N., and Sirov A. P. Tunable magnetron of a two-millimeter-wavelength band // Microwave and Optical Technology Letters. – 1996. – 12, No3. – P. 129-131.

[29] A. c. 1780444 СССР. HOI J 25/50. Магнетрон. Кл../

М. Ф. Копылов, Б. В. Бондаренко, В. И. Махов и др. / Открытия. Изобретения. -1994, № 8. – С.216. Пат. 2007777. Российская Федерация. 5 Н01 J 25/50. Магнетрон./ М. Ф. Копылов, Б. В. Бондаренко, В. И. Махов,

В.         А. Назаров. Опубл. 15.02.1994, Бюл. № 3.

[31 ] Kopylov М. F. Design and technology features of heating- free magnetrons with auto emission excitation // J. Vac.

Sci. Technology. -1993. -No 11(2). – P.481-483.

2004.        Yeryomka, V. D. and Dzyuba V. P. Coaxial cold-cathode magnetron // IVEC’2004. Conf. Dig,. Monterey, USA. – P. 246-247.

[32] Kopot’ M. A., Yeryomka V. D. and Dzyuba V. P. 3-D simulation cold secondary-emission cathode cooker magnetron triggered by anode voltage pulse // IVEC’2005. Conf. Dig. Nordsvik, Netherland. – 2005. – P.243-244.

[33] Копоть M. A., Ерёмка В. Д., Дзюба В. П. 3-D моделирование магнетронов с вторичноэмиссионным катодом, стимулированным электронами с полевого эмиттера // Тр. 15-й Международ.. конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2005). – Севастополь: Вебер. – 2005. -Т.1 .-С.225-228.

[34] Yeryomka V. D., Kopot’ М. А., and Dzyuba V. P. 3-D simulation cold secondary-emission cathode cooker magnetron triggered by anode voltage pulse // IVEC’2006. Conf. Dig. Monterey, USA. – 2006. – P.243-244.

[35] Патент 62691. Украина. Кл. HOI J 25/50. Магнетрон./ М. A. Копоть /. БИ. -2003. – № 12. – С.25.

[36] Гγρκο А. А. Безнакальный магнетрон с автоэмиссион- ным запуском // Успехи современной радиоэлектрон. – 2003.-№10.-С. 77-79.

[37] Гурко А. А. Повышение эмиссионной способности катода в магнетроне // Радиотехника. – 2003. – № 10. – С. 59-61.

[38] Гурко А. А.. Магнетрон на высших пространственных гармониках П -вида // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-техника. – 2003. – № 1. -С. 75-77.

[39] Лепешинская В. Н., Борисов В. П., Перчанок

Т. М. Вторично-эмиссионные характеристики сплавных эмиттеров в широком диапазоне энергии первичных электронов//Радиотехника и электроника. -1960. ^ №10. -С. 1636-1640.

[4^] Дюбуа Б. Ч. Металлосплавной «холодный» вторичноэмиссионный катод // Радиотехника. -2005. -№ 3.-С.31- 34.

[42] Jepsen R. L, Muller М. И/. Enhanced emission from magnetron cathodes. // J. Appl. Phys. – 1951. – No, – P. 1196.

[43] J. R. Vaughan. Gas-filled magnetron with cold cathode. Crossed Field Microwave Devices. – New York and London: Academic Press. – 1961. – 2. – P. 268-279.

[44] Skowron J. F. The continuous-cathode (emitting-sole) crossed-field amplifiers// Proc. of the IEEE. – 1973. 61, N

3.          -[45]. White R. A. Cold Cathode Operation of a Hot Cathode Magnetron // IEEE Trans, on Electron Devices. – 1963. -Vol. ED-10, Nol .-P.59-61. White R. A More Information on the Cold Cathode Operation of a Hot Cathode // IEEE Trans, on Electron Devices. -1963.-Vol. ED-10, No 2.- P-96-97.

[46] Ломакин В. М., Панченко П. В. О самовозбуждении импульсного магнетрона при малых значениях начальной эмиссии катода (холодное самовозбуждение). // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. – 1975. – № 6.

–            С.20-28.

2000.        ВавривД. М., Сосницкий С. Н. Нестационарная теория магнетронов на пространственной гармонике с холодным катодом – Радиофизика и радиоастрономия. -Т5, № 1, с.131-141.

[47] Shunemann Κ., Sosnltskiy S. N., Vavriv D. M. Mathematical model of spatial-harmonic Magnetron with cold secon- dary-emission cathode, – Радиофизика и радиоастрономия.-2000.- Т5, № 2, с.171-181.

[48]  Sosnltskiy S. N. and VavhvD. M. Theory of spatial-Harmonic Magnetron: An equivalent Network Approach, IEEE Trans.

On Plasma Science. 2002, vol. 30, № 3, p. 984-991.

[49]  Сосницгай С. Η. Теория магнетронов на пространственной гармонике с холодным вторично-эмиссионным катодом. Канд. дис. – Харьков: ИРЭ им. А. Я. Усикова НАН Украины. 2002.- 118 с.

[51 ] Науменко В. Д., Суворов А. Н., Гоицаенко С. В. Магнетрон на частоту 95 ГГц с ресурсом долговечности свыше 10000 часов // Тр. 14-й Международ. конф. «СВЧ- техника и телекоммуникационные технологии» (Кры- МиКо’2004). – Севастополь: Вебер. – 2004. – С. 239-241.

1999.      Vavriv D. М. and oth. Millimeter-Wave Radars for Environ- vental Studies. // Radio Physics and Radio Astronomy. -4, No 4. – P. 357-360.

[52]  SchUnemann Κ., Trush B., Vavriv D., Volkov V. Magnetron Transmitters for Millimeter-WaVe Coherent Radar System.

// Radio Physics and Radio Astronomy. – 2002. – 7, No 4. – P. 413-414. Belikov A., Kozhyn R., Trush B., Vavriv D., Volkov V. Magnetron Transmitters for High-Resolution Radars. // Radio Physics and Radio Astronomy. – 2002. – 7,

No 4.-P.13-414.

[53]  Коротун Л. И. Анодный блок коаксиального магнетрона // Изв. вузов. Радиотехника. – 1965. -8, № 4. – С. 420-426.

[54]  Крупаткин И. Г. О возможности создания импульсного коаксиального магнетрона в миллиметровом диапазоне, работающего в режиме пространственной гармоники. // Труды ИРЭ АН УССР. – 1970. 18. – С. 82-89.

[55]  Гаплевский В. В. Исследования условий одночастотной генерации на вырожденных видах колебаний в магнетронах с поверхностной волной. Канд. диссертация.

ИРЭ АН УССР. 1970.181 с.

[56]  Гаплевский В. В., Конторович В. М. Применение теории симметрии к изучению расщепления вырожденных видов колебаний в резонаторной системе магнетрона. // Изв. вузов. Радиофизика. – 1971. -14, № 11. – С. 1906-1915.

[57]  J. Rodney М. Vaughan. Secondary Emission Formulas. IEEE Transaction on electron devices. Vol.40, № 4, April 1993. P.830122

[58]  R. G. Robertshaw, \N. E. Wlllshaw m·. Crossed-Field Microwave Devices, Ed. E. Okress, N, Academic Press, New York and London, 1961. – p.280.

[59]  T. E. Ruden, G. E. Dombrovski, D. Hobbs, G. Boles. «Low- field Magnetrons Study». Proceedings of the First- International Workshop on Crossed-Field Devices, 1995, Ann Arbor, Michigan, USA, pp.66-77.

[60]  Kulagin O. P., Yeryomka V. D. About the choice of a resonator quantity in «rising-sun» magnetrons. // Proceedings of the 5th International Kharkov Symposium «Physics and Engineering of Microwaves, Millimeter and Submillimeter Waves» (June 21-26, 2004) p.205-208.

[61]  Kulagin O. P., Yeryomka V. D. Optimal Conditions for Drift- Orbital Resonance in M-type Devices// IEEE Trans.

Plasma Science, vol.32, 3, pp.1181-1186, June, 2004.

[62]  Kulagin O. P., Yeryomka V. D. The Microwave Oscillator operating with a Drift-Orbital Resonances in crossed fields // Proceedings of Fourth International Kharkov Symposium «Physics and Engineering of Millimeter and Submillimeter waves» (June 5-7, 2001), Kharkov. -2001. – P.206-208.

[63]  Kulagin O. P., Yeryomka V. D. M-Type Microwave Oscillator in a Mode of Orbital Resonances // Telecommunications and Radio Engineering – 2001. – 55, No 1. – P.58-71

[64]  Kulagin O. P. The Large Orbit M-Type Microwave Oscillator // Int. Journal Infrared and MM Waves. – 2001. – 22, No 5, May. – P. 723-736.

[65]  Kulagin O. P., Yeryomka V. D. The Large-Orbit M-type Oscillator with the Adiabatic Electron-Optical System // IEEE Trans. Plasma Science. – 2002. -30, No 6 (December). – P.2107-2112.

[66]  Kulagin O. P., Yeryomka V. D. The Drift-Orbital Modes in Millimeter-Band Magnetrons. // IVEC’2003. Conf. Dig. Korea, Seoul. -2003. – 28-30 May. -P.179-180.

[67]  Kulagin O. P. The Millimeter Band Oscillator in the Large- Orbital Resonance Mode. // Int. Journal Infrared and MM Waves. – 2001. 22, No 11. – P. 1587-1600.

Кулагин О. П., Ерёмка В. Д. Дрейфово-орбитальные режимы в магнетронных генераторах миллиметровых волн. // Радиофизика и электроника. – 2004. – 8, № 1, С.             276-281

[68]  Kulagin О. Р., Yeryomka V. D. The Flow Forming Potential in Unconventional Magnetrons// Proc. Fifth IEEE International Vacuum Electronics Conference (IVEC’2004), Monterey, USA, pp. 224 – 225, April 2004.

MULTICAVITY MAGNETRONS WITH COLD SECONDARY EMISSION CATHODE: ACHIEVEMENTS, PROBLEMS, PERSPECTIVES

V. D. Yeryomka, M. A. Kopot’, O. P. Kulagin Usikov Institute for Radiophysics and Electronics of National Academy of Sciences of Ukraine

12,         Ac. Proscura St., Kharkiv, 61085, Ukraine e-mail: yeryomka@ire. kharkov. ua

S.           V. Gritsaenko, V. D. Naumenko. S. N. Suvorov Institute of Radio Astronomy of National Academy of Sciences of Ukraine

4,      Krasnoznamennaya St., Kharkiv, 61002, Ukraine e-mail: naumenko@rian.kharkov.ua

Abstract – Presented in this paper is the review of investigations of multicavity magnetrons with cold secondary-emission cathode operating over the mm-wave band, side-cathode magnetrons and X-band coaxial magnetrons designed and developed at the A. Ya. Usikov IRE NASD for the period 1955 through 2005 and at Radioastronomical Institute (Rl NASD) for the period 1985 through 2005. The distinctive features of magnetrons’ design, their operating modes, and energy characteristics are presented. Parameters of magnetron design are given. The results of theoretical and experimental study and applications of cold-cathode magnetrons are briefly described. It is shown that using cold secondary-emission allows extending service life of mm and submm-wave magnetrons, improving energy characteristics, and increasing functional capabilities. It is shown that over 35-150 GHz frequency band magnetron oscillators operating on higher space harmonics of non- π -mode oscillations have the parameters that satisfy practical requirements.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты