Гироклистроны диапазона миллиметровых волн с пространственно развитыми электродинамическими системами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.04, кандидат физико-математических наук Гачев, Игорь Геннадьевич

• Гачев, Игорь Геннадьевич
• кандидат физико-математических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Гачев, Игорь Геннадьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ФАКТОРЫ, ОГРАНИЧИВАЮЩИЕ ВЫХОДНУЮ МОЩНОСТЬ И КПД ГИРОКЛИСТРОНОВ С ПРОСТРАНСТВЕННО РАЗВИТЫМИ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ, И СПОСОБЫ ИХ КОМПЕНСАЦИИ.

1.1. Влияние разброса скоростей электронов на КПД гироклистрона на второй гармонике гирочастоты.

1.1.1 Основные уравнения, описывающие работу гироклистрона с электронным пучком, имеющим разброс по скоростям.

1.1.2 КПД двухрезонаторного гироклистрона с моноскоростным электронным пучком.

1.1.3 Влияние разброса скоростей на КПД в случае однородного магнитного поля в резонаторах гироклистрона.

1.1.4 Компенсация влияния разброса скоростей за счет оптимизации структуры магнитного поля.

1.2. Паразитная генерация в гироклистроне на второй гармонике циклотронной частоты с квазиоптическим входным преобразователем

1.2.1 Исследование характерных неустойчивостей, возникающих во входном узле гироклистрона.

1.2.2 Самовозбуждение автоколебаний в выходном резонаторе гироклистрона и его подавление путем профилирования продольной структуры магнитного поля.

1.3. Паразитная генерация в гироклистроне на основном циклотроном резонансе.

1.3.1 Исследование устойчивости входного узла гироклистрона и влияния структуры магнитного поля на стартовый ток.

1.3.2 Паразитные автоколебания в электродинамической системе гироклистрона с радиальным индексом рабочего типа колебаний больше единицы.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МОЩНОГО ГИРОКЛИСТРОНА 8-ММ ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН НА ВТОРОЙ ГАРМОНИКЕ ГИРОЧАСТОТЫ.

2.1. Исследование лабораторного макета гироклистрона, работающего в магнитном поле сверхпроводящего соленоида.

2.1.1 Конструкция гироклистрона.

2.1.2 Экспериментальная проверка возможности подавления паразитной генерации в выходном резонаторе путем профилирования магнитного поля.

2.1.3 Экспериментальная проверка влияния разброса скоростей на КПД двухрезонаторного гироклистрона.

2.2. Экспериментальное исследование гироклистрона, работающего в поле постоянного магнита.

2.2.1 Магнитная система гироклистрона.

2.2.2 Конструкция гироклистрона.

2.2.3 Экспериментальное исследование двухрезонаторного варианта гироклистрона.

2.2.4 Трехрезонаторный вариант гироклистрона.

ГЛАВА 3. МОЩНЫЙ ГИРОКЛИСТРОН 3-ММ ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН.

3.1. Конструкция усилителя.

3.2. Результаты исследования двухрезонаторного гироклистрона.

3.3. Экспериментальное исследование трехрезонаторного гироклистрона.

3.4. Трехрезонаторный гироклистрон повышенной мощности.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Гироклистроны диапазона миллиметровых волн с пространственно развитыми электродинамическими системами»

Актуальность темы.

Последние десятилетия характеризуются широким использованием электровакуумных источников когерентного электромагнитного излучения миллиметрового диапазона волн (ММДВ) в таких областях физики и техники как управляемый термоядерный синтез (УТС), обработка материалов, ускорение заряженных частиц, радиолокация и связь. По уровню выходной мощности в этом диапазоне несомненным преимуществом обладают гирорезонансные генераторы (гиротроны) и усилители (гироклистроны, гиро-ЛБВ), основанные на взаимодействии винтового потока электронов с высокочастотными полями электродинамических систем, которые не содержат малых, по сравнению с длиной волны, элементов [1*]. Достигнутый к настоящему времени уровень импульсной выходной мощности в миллиметровом диапазоне длин волн составляет для гиротронов порядка одного мегаватта, а для гироклистронов - сотни киловатт [2*, 3*, 4*].

Идея о возможности использования мазера на циклотронном резонансе с двумя резонаторами (МЦР-клистрона) для усиления или умножения частоты электромагнитных колебаний была высказана впервые в докладе А.В. Гапонова, A.JI. Гольденберга и В.К.Юлпатова [5*]. В 1967г. в Научно-исследовательском радиофизическом институте (НИРФИ) был продемонстрирован экспериментальный макет двухрезонаторного гироклистрона с КПД 70%, работавший в сантиметровом диапазоне длин волн на основном типе колебаний резонаторов ТЕщ.

В гироклистронах роль отдельных каскадов играют относительно низкодобротные цилиндрические резонаторы, разделенные запредельными для рабочего типа колебаний трубками дрейфа. Процесс усиления сигнала в гироклистроне аналогичен процессу усиления в обычном клистроне О-типа.

Во входном резонаторе энергия вращательного движения электронов модулируется высокочастотным полем входного сигнала, частота которого близка к частоте циклотронного вращения электронов или ее гармоникам. В трубке дрейфа электроны группируются по фазе вращения из-за релятивистского эффекта. Образовавшиеся при группировке сгустки поступают в выходной резонатор, возбуждая в нем ВЧ поле на частоте усиливаемого сигнала с большой амплитудой [6*, 7*]. По аналогии с пролетным клистроном, для увеличения коэффициента усиления и КПД в гироклистроне могут быть использованы промежуточные резонаторы. Воздействие ВЧ полей, возбуждаемых пучком в промежуточных резонаторах, на предварительно сгруппированный электронный поток приводит к уплотнению фазовых сгустков и росту переменной составляющей электронного тока на входе последнего резонатора [8*].

В качестве рабочих типов колебаний гироклистронов используются моды ТЕоп и TEo2i открытых цилиндрических резонаторов кругового сечения. Возбуждение во входном резонаторе колебания ТЕ0ц осуществляется одномодовым прямоугольным волноводом, связанным с резонатором системой продольных синфазных щелей [9*]. В гироклистроне с рабочим типом колебаний TE02i ввод энергии в первый резонатор производится на волне ТЕоь через волновод, проходящий через отверстие в катоде электронной пушки, с последующим ее преобразованием при помощи аксиально-симметричного рефлектора, установленного между пушкой и входным волноводом, в волну ТЕо2, возбуждающую через диафрагму связи рабочий тип колебаний TE02i в первом резонаторе[10*].

В начале семидесятых годов в НИРФИ и НИИ "Исток" (г. Фрязино, Московской обл.) были сконструированы и испытаны мощные усилители 8мм диапазона длин волн с рабочим типом колебаний резонаторов ТЕ0ц: трехрезонаторный гироклистрон непрерывного действия с выходной мощностью около 10 кВт с КПД 25% и коэффициентом усиления 30 дБ

НИИ "Исток") и двухрезонаторный гироклистрон с импульсной мощностью 20 кВт при КПД 25% и коэффициенте усиления 20 дБ (НИРФИ). Первая американская разработка гироклистрона была предпринята фирмой "Вариан" в 1977 г. В экспериментальном макете гироклистрона был достигнут уровень мощности 65 кВт при КПД 9%, коэффициенте усиления 40 дБ в полосе рабочих частот 0,2% [11*].

Новый этап в развитии гироусилителей связан с их применением в миллиметровой радиолокации. С конца 70х годов в НПО "Радиофизика" (г. Москва) проводилась разработка многолучевой радиолокационной системы (PJIC) ММДВ, предназначенной для одновременного обнаружения и точного определения координат нескольких целей с размерами порядка одного метра на дальностях до 1000 км. Экспериментальный вариант наземной РЛС «Руза», работавшей на частоте 34 ГГц, которая соответствует первому окну атмосферной прозрачности, был создан и успешно испытан в конце 80х - начале 90х годов [12*]. Оконечными каскадами усилительных цепочек передатчика PJ1C являлись мощные гироклистроны с рабочим типом колебаний ТЕсш открытых резонаторов большого поперечного сечения, которые обеспечивали эффективное усиление сигнала при уровнях выходной мощности порядка 500-700 кВт в полосе частот 250-300 МГц [13*, 14*].

В ходе испытаний были продемонстрированы уникальные энергетические характеристики радиолокатора в сочетании с высокой разрешающей способностью. Однако, по мнению разработчиков PJIC, необходимость использования для обеспечения работы гироклистронов сверхпроводящих соленоидов, охлаждаемых в криостате до температуры жидкого гелия, представляла собой весьма существенный недостаток как с точки зрения эксплуатации станции, так и с точки зрения ее мобильности и уязвимости. Вторым существенным недостатком являлся низкий коэффициент усиления оконечного каскада усилительной цепочки передатчика PJIC, в качестве которого использовался двухрезонаторный гироклистрон. По этой причине, в качестве предоконечного каскада усиления был использован трехрезонаторный гироклистрон с рабочим типом колебаний ТЕоп, также работавший в магнитном поле, создаваемом криомагнитом. Реализовать каскадное группирование в гироклистроне с пространственно развитой электродинамической системой не представилось возможным вследствие самовозбуждения промежуточного резонатора на рабочей моде ТЕ021 при очень низких значениях электронного тока.

Одно из возможных решений первой проблемы заключается в использовании в качестве выходных каскадов передатчиков PJIC гироклистронов, работающих на второй гармонике гирочастоты электронов. Однако вопрос о разработке в рамках проводимой программы создания PJIC ММДВ мощного гироклистрона на гармониках частоты циклотронного вращения электронов серьезно не обсуждался, поскольку в то время альтернативой сверхпроводящему соленоиду мог служить только обычный электромагнит, потребляющий большую мощность и требующий для обеспечения своей работы двухконтурной системы охлаждения (масляной и водяной). По этой причине интерес к гироклистронам на гармониках возник лишь в конце 90х годов в связи с появлением в России технологий создания магнитных материалов типа «неодим-железо-бор» с большой коэрцитивной силой, позволяющих получать сильные магнитные поля (до IT) в больших объемах. В ИПФ РАН по согласованию с ОАО «Радиофизика» была проведена НИР по созданию импульсного гироклистрона с выходной мощностью 300 кВт и полосой усиливаемых частот 100 МГц, работающего в постоянном магните. Гироклистрон с таким высоким уровнем выходной мощности должен иметь пространственно развитую электродинамическую систему и электронный поток с большим питч-фактором и малым разбросом скоростей электронов.

В период с 1997г. по 2000г. Военно-морской лабораторией США (Naval

Research Laboratory) проводилась разработка PJIC коротковолновой части ММДВ, которая впоследствии получила название WARLOC [15*]. РЛС WARLOC работала на частоте 94 ГГц, соответствующей второму окну атмосферной прозрачности. В качестве оконечного каскада усилительной цепочки передатчика станции использовался пятирезонаторный гироклистрон VGB-8194 SN2 с рабочим типом колебаний резонаторов ТЕ0ц, имеющий выходную импульсную мощность 100 кВт, среднюю мощность 10 кВт, КПД 31%, коэффициент усиления 33 дБ и полосу частот 700 МГц [16* -J- 20*]. Дальность действия PJIC составляет лишь 40 км (при размерах цели порядка одного метра), что обусловлено сильным затуханием излучения этого диапазона в атмосфере. Достигнутые в приборе VGB-8194 уровни импульсной и средней мощности являются, по сути дела, предельными для гироклистронов с рабочей модой ТЕ0ц. Очевидно, что дальнейшее увеличение мощности передатчика PJIC возможно лишь при использовании в качестве оконечных каскадов усилительной цепочки гироклистронов с пространственно развитыми электродинамическими системами, работающих на высших типах колебаний открытых цилиндрических резонаторов.

Можно выделить несколько наиболее важных проблем, возникающих при создании гироклистронов с пространственно развитыми электродинамическими системами (ЭДС).

Главная из них заключается в обеспечении устойчивости усилителя. В гироклистроне, работающем на основном циклотронном резонансе нарушение устойчивости, связано, в первую очередь, с самовозбуждением колебаний в области между электронной пушкой и входным резонатором, где магнитное поле слабонеоднородно [3]. В гироклистроне на второй гармонике возникает необходимость подавления не только указанной выше неустойчивости, но и автоколебаний, возбуждающихся на основной циклотронной гармонике в резонаторах и трубках дрейфа.

Вторая проблема связана с сильным влиянием на эффективность гироклистронов разброса скоростей электронов в пучке. Для компенсации влияния скоростного разброса необходима оптимизация КПД гироусилителя путем подбора параметров электродинамической системы и продольного распределения магнитостатического поля.

Третья проблема возникает при создании гироклистрона, работающего в постоянном магните. Она связана с тем, что формирование электронного потока магнетронно-инжекторной пушкой производится в быстро нарастающем магнитном поле и носит неадиабатический характер, что негативно влияет на качество пучка.

Кроме того, в гироклистронах приходится учитывать ограничения, характерные для всех мощных СВЧ-приборов - опасность высокочастотных пробоев, проблему теплоотвода с поверхности резонаторов и коллектора электронов, трудности создания входных и выходных окон и т.д.

Поэтому, продвижение в направлении укорочения рабочей длины волны излучения, повышения выходной мощности, КПД, коэффициента усиления, расширения полосы рабочих частот и улучшения эксплуатационных свойств гироклистронов с пространственно развитыми электродинамическими системами возможно лишь в той мере, в которой указанные выше проблемы могут быть успешно разрешены.

Цель диссертационной работы состоит в исследовании линейных и нелинейных режимов взаимодействия винтового электронного потока с высокочастотными полями открытых цилиндрических резонаторов в гироклистронах с пространственно развитыми электродинамическими системами миллиметрового диапазона длин волн, работающих на первой и второй гармониках частоты циклотронного вращения электронов. Исследования направлены на выяснение возможности реализации в гироклистронах высокоэффективных режимов усиления внешнего высокочастотного сигнала при уровне выходной импульсной мощности порядка 300-350 кВт с коэффициентом усиления и шириной полосы рабочих частот, приемлемых с точки зрения использования этих приборов в передатчиках PJIC ММДВ нового поколения.

В рамках решения этой задачи были выполнены:

• Теоретический анализ влияния разброса скоростей на КПД двухрезонаторного гироклистрона на второй гармонике гирочастоты и сравнение степени этого влияния со случаем основного циклотронного резонанса.

• Теоретическое и экспериментальное исследование различных механизмов самовозбуждения паразитных автоколебаний в гироклистронах, работающих на первой и второй гармониках гирочастоты

• Реализация и экспериментальное исследование двух лабораторных макетов гироклистрона с рабочее модой TE0,2,i на второй гармонике гирочастоты, работавших в длинноволновой части миллиметрового диапазона и использовавших магнитные поля сверхпроводящего соленоида и постоянного магнита соответственно.

• Реализация и экспериментальное исследование двух- и трёхрезонаторного вариантов лабораторного макета гироклистрона 3 мм диапазона длин волн с рабочей модой TEo,2,i.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

1. Проведены численные расчеты КПД гироклистрона, работающего на второй гармонике гирочастоты электронов, в моноскоростном приближении и с учетом разброса электронов по скоростям. Проанализировано влияние скоростного разброса и продольного распределения статического магнитного поля в пространстве взаимодействия на группировку пучка. Экспериментально подтверждена возможность существенного (до двух раз) повышения

КПД гироклистрона за счет оптимизации продольной структуры магнитостатического поля.

Рассчитаны стартовые токи и частоты паразитных колебаний, возбуждающихся в гироклистронах с пространственно развитыми электродинамическими системами. Показано, что ограничение выходной мощности и КПД гироклистрона, работающего на первой гармонике циклотронной частоты электронов, обусловлено возникновением генерации в переходной области между электронной пушкой и входным резонатором. Основной причиной ограничения мощности и КПД в гироклистроне, работающем на второй гармонике гирочастоты электронов, является самовозбуждение на основном циклотронном резонансе моды, наиболее близкой по магнитному полю к рабочему типу колебаний в выходном резонаторе. Экспериментально продемонстрирована возможность существенного повышения стартового тока этой генерации за счет профилирования магнитного поля в области выходного резонатора.

Предложена конструкция трехрезонаторного гироклистрона с пространственно развитой электродинамической системой, в которой требуемая добротность промежуточного резонатора обеспечивается не только поглощением в его стенках рабочей моды, но, главным образом, излучением ее энергии из открытого конца резонатора в трубку дрейфа с хаотически-неоднородной внутренней поверхностью. На неоднородностях трубки дрейфа происходит переизлучение рабочей моды в низшие типы колебаний с последующим их высвечиванием из рабочего объема гироклистрона.

Разработан и создан лабораторный макет трехрезонаторного гироклистрона импульсного действия, работающего на второй гармонике частоты циклотронного вращения электронов в постоянном магните на основе материала «неодим-железо-бор». Постоянный магнит обеспечивал формирование магнитостатического поля с напряженностью 0,65 Т на длине однородного участка 140 мм. В гироклистроне на частоте 32,3 ГГц была продемонстрирована пиковая мощность 300 кВт с КПД 23%, коэффициентом усиления 23 дБ в полосе частот 45 МГц. Ограничение ширины полосы рабочих частот достигнутым уровнем обусловлено, в первую очередь, высокой добротностью выходного резонатора гироклистрона. Попытка уменьшения добротности резонатора приводит к резкому падению КПД и выходной мощности.

5. Показано, что использование в гироклистронах коротковолновой части ММДВ в качестве рабочих высших типов колебаний открытых цилиндрических резонаторов большого поперечного сечения позволяет повысить выходную импульсную мощность более, чем в три раза, по сравнению со значением, достигнутым к настоящему времени в зарубежных аналогах, использующих моду ТЕ0ц. В лабораторном макете трехрезонаторного гироклистрона, работающем на первой гармонике гирочастоты электронов в сверхпроводящем соленоиде, на частоте 93,2 ГГц реализована пиковая мощность 340 кВт при КПД 24%, коэффициенте усиления 25 дБ и ширине полосы усиливаемых частот 370 МГц. Экспериментально продемонстрировано, что оптимизация продольного распределения статического магнитного поля в пространстве взаимодействия позволяет повысить КПД гироклистрона в 1,3-1,5 раза по сравнению со случаем однородного магнитного поля.

Практическая значимость и использование результатов работы.

В диссертационной работе исследованы физические процессы, определяющие основные характеристики гироклистронов с пространственно развитыми электродинамическими системами. Проведенные исследования и выработанные рекомендации имеют общий характер и могут быть использованы при создании гирорезонансных усилителей большой мощности.

Результаты работ, включенных в диссертацию, применяются в настоящее время для разработки опытных образцов гироклистронов, предназначенных для использования в качестве оконечных каскадов усилительных цепочек передатчиков PJIC ММДВ нового поколения.

Публикации и апробация результатов

Основные результаты диссертации опубликованы в работах [1-18] и докладывались на 19, 21, 25 и 26-й международных конференциях по инфракрасным и миллиметровым волнам (Сендаи, Япония, 1994; Берлин, ФРГ, 1996; Пекин, КНР, 2000; Тулуза, Франция, 2001), на международной конференции по миллиметровым и субмиллиметровым волнам и их применениям (Сан Диего, США, 1994), на международной конференции «Мощные микроволновые импульсы - 3» (Сан Диего, США, 1995), на 3, 4 и 5-й международных рабочих встречах «Мощные микроволны в плазме» ( 1996; 1999; 2001, Н.Новгород), на 2 и 3-м всероссийских семинарах по физике микроволн ( Нижний Новгород, 1999, 2001 г.)

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Объём диссертации составляет 168 страниц, включая 96 страниц основного текста, 72 рисунка, размещенных на 61 странице, и список литературы, состоящий из 69 наименований и приведенный на 8 страницах.

Заключение диссертации по теме «Физическая электроника», Гачев, Игорь Геннадьевич

Основные результаты диссертационной работы сводятся к следующему:

Проведены численные расчеты КПД гироклистрона, работающего на второй гармонике гирочастоты электронов, в моноскоростном приближении и с учетом разброса электронов по скоростям. Проанализировано влияние скоростного разброса и продольного распределения статического магнитного поля в пространстве взаимодействия на группировку пучка. Экспериментально подтверждена возможность существенного (до двух раз) повышения КПД гироклистрона за счет оптимизации продольной структуры магнитостатического поля.

Рассчитаны стартовые токи и частоты паразитных колебаний, возбуждающихся в гироклистронах с пространственно развитыми электродинамическими системами. Показано, что ограничение выходной мощности и КПД гироклистрона, работающего на первой гармонике циклотронной частоты электронов, обусловлено возникновением генерации в переходной области между электронной пушкой и входным резонатором. Основной причиной ограничения мощности и КПД в гироклистроне, работающем на второй гармонике гирочастоты электронов, является самовозбуждение на основном циклотронном резонансе моды, наиболее близкой по магнитному полю к рабочему типу колебаний в выходном резонаторе. Экспериментально продемонстрирована возможность существенного повышения стартового тока этой генерации за счет профилирования магнитного поля в области выходного резонатора.

Предложена конструкция трехрезонаторного гироклистрона с пространственно развитой электродинамической системой, в которой требуемая добротность промежуточного резонатора обеспечивается не только поглощением в его стенках рабочей моды, но, главным образом, излучением ее энергии из открытого конца резонатора в трубку дрейфа с хаотически-неоднородной внутренней поверхностью. На неоднородностях трубки дрейфа происходит переизлучение рабочей моды в низшие типы колебаний с последующим их высвечиванием из рабочего объема гироклистрона.

Разработан и создан лабораторный макет трехрезонаторного гироклистрона импульсного действия, работающего на второй гармонике частоты циклотронного вращения электронов в постоянном магните на основе материала «неодим-железо-бор». Постоянный магнит обеспечивал формирование магнитостатического поля с напряженностью 0,65 Т на длине однородного участка 140 мм. В гироклистроне на частоте 32,3 ГГц была продемонстрирована пиковая мощность 300 кВт с КПД 23%, коэффициентом усиления 23 дБ в полосе частот 45 МГц. Ограничение ширины полосы рабочих частот достигнутым уровнем обусловлено, в первую очередь, высокой добротностью выходного резонатора гироклистрона. Попытка уменьшения добротности резонатора приводит к резкому падению КПД и выходной мощности.

Показано, что использование в гироклистронах коротковолновой части ММДВ в качестве рабочих высших типов колебаний открытых цилиндрических резонаторов большого поперечного сечения позволяет повысить выходную импульсную мощность более чем в три раза по сравнению с зарубежными аналогами, работающими на более низких модах. В лабораторном макете трехрезонаторного гироклистрона, работающем на первой гармонике гирочастоты электронов в сверхпроводящем соленоиде, на частоте 93,2 ГГц реализована пиковая мощность 340 кВт при КПД 24%, коэффициенте усиления 25 дБ и ширине полосы усиливаемых частот 370 МГц. Экспериментально продемонстрировано, что оптимизация продольного распределения статического магнитного поля в пространстве взаимодействия позволяет повысить КПД гироклистрона в 1,3-1,5 раза по сравнению со случаем однородного магнитного поля.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Antakov I.I., Gachev I.G., Moiseev М.А., Sokolov E.V., Zasypkin E.V., 35-GHz second-harmonic gyroklystron experiment// Conference Digest, 19th International Conference on Infrared and Millimeter Waves, Sendai Japan, p. 37,

1994.

2. Antakov 1.1., Gachev I.G., Zasypkin E.V. Self-excitation of spurious oscillations in the drift region of gyrotron and their influence on gyrotron operation//IEEE Trans. Plasma Science. 1994. V. 22, №5. P. 878-882.

3. Антаков И.И., Гачев И.Г., Засыпкин E.B. Об одном механизме возбуждения паразитных колебаний в мощных гиротронах // Известия ВУЗов Радиофизика, Т. 37, N 11, 1994, стр. 1458-1472.

4. Antakov I.I., Gachev I.G., Sokolov E.V., Zasypkin E.V., Experimental study of high power Ka-band second-harmonic gyroklystron amplifier // Intense Microwave Pulses III, Howard E. Brandt, Editor, Proc. SPIE 2557, 10-12 July,

1995, San Diego, CA, USA, p.p. 386-392.

5. Antakov I.I., Gachev I.G., Sokolov E.V., Experimental study of a two-cavity gyrotron with feedback between cavities // Intense Microwave Pulses III, Howard E. Brandt, Editor, Proc. SPIE 2557, p.p. 380-385 (1995)

6. Antakov I.I., Gachev I.G., Moiseev M.A., Zasypkin E.V., Study of high-power Ka-band second-harmonic gyroklystron amplifier // IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 24, No 3, p.p. 666-670, 1996.

7. Antakov I.I., Gachev I.G., Kurbatov V.I., Sokolov E.V., Soluyanova E.A., Zasypkin E.V., A Ka-band 10 kW CW efficient compact gyrotron for materials processing // Proceedings of the 2Id International Conference on Infrared and Millimeter Waves, 14-18 July, 1996, Humbolt-Universitat zu Berlin, Berlin, FRG, p.p. AM3.

8. Antakov I.I., Gachev I. G., Kurbatov V.I., Sokolov E.V., Soluyanova E.A.,

Zasypkin E.V., Ka-band and W-band 10 kW CW high efficiency gyrotron for materials processing I I Proceedings of the Ш-rd International Workshop "Strong Microwaves in Plasmas", V.2, 7-14 August, 1996, IAP, Nizhny Novgorod, Russia, pp. 679-687.

9. Zasypkin E.V., Gachev I.G., Antakov I.I., Moiseev M.A., Lygin V.K., Sokolov E.V., Development of a W-band 120 kW gyroklystron at IAP // Conference Digest of the 23d International Conference on Infrared and Millimeter Waves, 7-11 September, 1998, University of Essex, Colchester, Essex, UK, p 183.

10. Zasypkin E.V., Antakov I.I., Gachev I.G., Vlasov S.N., Sokolov E.V., Continuously tunable 35-190 GHz powerful gyrotrons at GYCOM // Conference Digest of the 23d International Conference on Infrared and Millimeter Waves, 711 September, 1998, University of Essex, Colchester, Essex, UK, p.p. 323-324.

11. Zasypkin E.V., Gachev I.G., Antakov I.I., Moiseev M.A., Zavolsky N.A., Study of a W-band 200 kW gyroklystron amplifier // Conference Digest of the 24th International Conference on Infrared and Millimeter Waves, 6-10 September, 1999, Monterey, USA, p.p. W-A2.

12. Засыпкин E.B., Антаков И.И., Гачев И.Г., Соколов Е.В., Моисеев М.А., Исследование возможностей широкополосной перестройки частоты излучения в гиротронах // Сборник отчетов по научным проектам МНТП России «Физика микроволн» за 1998г., ИПФ РАН, Нижний Новгород, 1999, стр. 5-12.

13. Gachev I.G., Antakov I.I., Sokolov E.V., Moiseev M.A., Zavolsky N.A., Zasypkin E.V. 200 kW pulsed W-band gyroklystron amplifier // Proceedings of the International Workshop "Strong Microwaves in Plasmas", Vol. 2, 2-9 August, 1999, IAP RAS, Nizhny Novgorod, Russia, p.p. 713-717.

14. Gachev I.G., Antakov I.I., Zasypkin E.V. Status of a W-band pulsed 200 kW gyroklystron experiment // Conf Digest of 25th International Conference on Infrared and Millimeter Waves, 12-10 September, 2000, Beijing, China, p W-F4.

15. Засыпкин Е.В., Антаков И.И., Гачев И.Г., Соколов Е.В., Исследование возможностей широкополосной перестройки частоты излучения в гиротронах // Сборник отчетов по научным проектам МНТП России «Физика микроволн» за 2000г., ИПФ РАН, Нижний Новгород, 2001г., стр. 5-10.

16. Zasypkin E.V., Gachev I.G., Antakov I.I., Sokolov E.V., W-band pulsed 300 kW gyroklystron amplifier // Conf Digest of the 26th International Conference on Infrared and Millimeter Waves, 10-14 September, 2001, Toulouse, France, p.p. 5-86 - 5-88.

17. Gachev I.G., Antakov 1.1., Lygin V.K., Moiseev M.A., Sokolov E.V., Zasypkin E.V., A Ka-band second-harmonic gyroklystron with a permanent magnet // Proceedings of the International Workshop "Strong Microwaves in Plasmas", Vol. 2, 1-9 August, 2002, IAP RAS, Nizhny Novgorod, Russia, p.p. 151-155.

18. Гачев И.Г., Малыгин O.B. «Устройство для определения плотности тока в электронных пучках мазеров на циклотронном резонансе» Авторское свидетельство на изобретение №1457606.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Гачев, Игорь Геннадьевич, 2005 год

1. Курбатов В.Н,, Куфтин А.Н., Литвак А.Г., Малыгин А., Мясников В.Е.,

2. Попов Л.Г., Смирнов В.П., Тай Е.М., Усачев СВ. //Тез. докл. 7-ймеждународной конференции по инженерным проблемам термоядерных * * реакторов, -Петербург, 2002 г., стр. 77. 3*. Bykov Yu., Eremeev А., Glyavin М., Kholoptsev V., Luchinin A.,

3. Plotnikov I., Denisov G., Bogdashev A., Kalynova G., Semenov V., and Zharova

4. N., 24-84-GHz Gyrotron Systems for Technological Microwave Applications //

5. EE Trans, on Plasma Science, V. 32, №. 1, February 20044*. Засыпкин E.B. Мощные гирорезонансные усилители // Вакуумная

6. Plasmas", Vol. 2, 18-23 September, 1990, lAP, Nizhny Novgorod, Russia, p.p.773-778. 7*. Antakov 1.1., Keyer A. P., Musatov V. S., Myasnikov V. E, Sokolov E.V.,

7. Tube for low-hybrid heating of toroidal plasmas, Proceedings of the International

8. Workshop "Strong Microwaves in Plasmas", Vol. 2, 18-23 September, 1990, lAP,

9. Digest of the 18th International Conference on Infrared and Millimeter Waves, 6

10. September, 1993, University of Essex, Colchester, UK, p.p. 336-337.* P 10*. Antakov I. I., Keyer A. P., Musatov V. S., Myasnikov V. E., Sokolov E. v., Yulpatov V. K., Zasypkin E.V., 35-GHz radar gyroklystrons,/Conference

11. Digest of the 18th International Conference on Infrared and Millimeter Waves, 6

12. September, 1993, University of Essex, Colchester, UK, p.p. 338-339ll*.Jory H., Hegyi S., Shively J., Symons R. Gyrotron development //

13. Microwave Journal, 1978, Vol.21, p. 31.12*. Tolkachev A.A., Levitan B.A., Soloviev G.K., Veytsel V.V., Farber V.E.

14. A megawatt power millimeter-wave phased-array radar // IEEE AES Systems

15. Magazine. July 2000, pp. 25-31.13*. Aksenova L. A., Antakov 1.1., Keyer A. P., Musatov V. S., Myasnikov V.

16. S., Myasnikov V. E., Popov L. G., Sokolov E. V., Levitan B. A., Tolkachev A. A.,

17. Yulpatov V. K. // Gyroklystrons - millimeter-wave amplifiers of the highest* power, Proceedings of the Ild International Work-shop "Strong Micro-waves in

18. Plasmas", Vol. 2, 15-22 August, 1993, lAP, Nizhny Novgorod, Russia, p.p. 578596. 15*. Danly B.G., Cheung J., Gregers-Hansen V., Linde G., Ngo M. WARLOC: a high-power millimeter-wave radar // Proc. 27th Int. Conf on Infrared and

19. Millimeter Waves, San Diego, USA, 2002, pp. 233-234M.16*. Blank, M., Danly, G., Levush, В., Calame, J.P., Nguyen, K., Pershing, D.,

20. Petillo, J., Hargreaves, T.A., True, R.B., Theiss, J., Good, G.R., Felch, K., James,

21. B.G., Borchard, P., Cahalan, P., Chu, T.S., Jory, H., Lawson, W.G., Antonsen, Jr.,

22. T.M., 1999, Demonstration of a 10 kW average power 94 GHz gyroklystronamplifier // Phys. of Plasmas, 6, p.p. 4405-4409. 17*. Blank, M., Felch, K., James, B.G., Borchard, P., Cahalan, P., Chu, T.S.,

23. Jory, H., Hargreaves, T.A., True, R.B., Theiss, A.J., Good, G.R., Danly, B.G.,1.vush, В., Calame, J.P., Nguyen, K., Pershing, D., Petillo, J., Lawson, W.G.,

24. Antonsen, T.M. jr., 1999, Experimental demonstration of a high-average power

25. W-band gyroklystron amplifier // Proc. 4th Int. Workshop on Strong Microwavesin Plasmas, Nizhny Novgorod, ed. A.G. Litvak, Inst, of Applied Physics, Russian

26. Academy of Sciences, Nizhny Novgorod, 2000, Vol. 2, pp.703-712.18*. Blank, M., Felch, K., James, B.G., Borchard, P., Cahalan, P., Chu, T.S.,

27. Danly, B.G., Pershing, D.E., Nguyen, K., Calame, J.P., Levush, В., 2000,

28. Demonstration of high average power W-band gyro-amplifiers // Conf Digest25th Int. Conf on Infrared and Millimeter Waves, Beijing, P.R. China, pp. 113114. 19*. Blank, M., Danly, B.C., Levush, В., 2000, Experimental demonstration of

29. W-band gyroklystron amplifiers with improved gain and efficiency // IEEE Trans,on Plasma Science, PS-28, 706-711. 20*. Danly, B.G., Blank, M., Calame, J.P., Levush, В., Nguyen, K.T.,

30. Pershing, D.E., Parker, R.K., Felch, K.L., James, B.G., Borchard, P., Cahalan, P.,

31. Chu, T.S., Jory, H.R., Hargreaves, T.A., True, R.B., Lawson, W.G., Antonsen,

32. Саратов: СГУ, 1974, кн. IV, с. 95-17822*. Гиротрон / Сборник статей под редакцией А.В.Гапонова - Грехова.

33. Горький: РШФ АН СССР, 1981.23*. Flyagin V.A., Gaponov A.V., Petelin M.L, Yulpatov V.K.. The gyrotron //

34. EE Trans. MTT. 1977. V. MTT-25, № 6. pp. 514-521.24*. Петелин М.И., Юлпатов В.К. Мазеры на циклотронном резонансе. //

35. September, 1993, University of Essex, Colchester, UK, p.p. 466-467.26*. Antakov I. I., Sokolov E. V., Zasypkin E.V. Experimental study of a 94

36. Zapevalov, V.E., Zavolsky, N.A., 1999, 5.8-62 GHz CW gyrotrons with warm andpermanent magnets for technological application // Proc. 4th Int. Workshop on

37. Strong Microwaves in Plasmas, Nizhny Novgorod, ed. A.G. Litvak, Inst, of

38. Applied Physics, Russian Academy of Sciences, Nizhny Novgorod, 2000, Vol. 2,pp. 671- 676. 28*. Kuftin, A.N., Flyagin, V.A., Lygin, V.K., Malygin, O.V., Zapevalov, V.E.,

39. Zavolsky, N.A.,1999, Technological gyrotrons with permanent magnet system. //

40. Proc. Int. University Conf. "Electronics and Radiophysics of Ultra-High-167

41. Frequencies" (UHF-99), 1999, St. Petersburg, Russia, pp. 126-129.29*. Kuftin, A.N., Flyagin, V.A., Lygin, V.K., Malygin, O.V., Zapevalov, V.E.,

42. Zavolsky, N.A., Technological gyrotrons with permanent magnet system // 2000,

43. Conf. Digest 25th Int. Conf on Infrared and Millimeter Waves, Beijing, P.R.1. China, pp. 267-268. 30*. Цимринг Ш.Е., Павельев В.Г. К теории неоднородных электромагнитных волноводов, содержащих критические сечения //

44. Радиотехника и электроника, 1982. Т.27. №6. 1099-1101<^8