Увеличение длительности импульсов излучения в мощных релятивистских СВЧ генераторах посредством предотвращения развития пробойных явлений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.04, кандидат физико-математических наук Иляков, Евгений Викторович

• Иляков, Евгений Викторович
• кандидат физико-математических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Иляков, Евгений Викторович

ВВЕДЕНИЕ

I. Систематизация и исследование факторов, ограничивающих длительность излучения в СВЧ приборах с микросекундными РЭП.

1.1. Пространственно-временные характеристики РЭП, формируемого магнитоизолированным инжектором со взрывной эмиссией.

1.2. Изучение и систематизация процессов, ограничивающих длительность

СВЧ излучения в релятивистском черенковском генераторе.

1.3. Анализ факторов, приводящих к появлению свободных нейтралов в электродинамической системе генератора и к развитию СВЧ пробоя.

1.4. Экспериментальное исследование электропрочности гладких и гофрированных волноводов в 3 см диапазоне длин волн.

Краткие выводы к главе I.

II. Исследование и создание микросекундного ускорителя с термоэмиссионным инжектором, формирующим стабильный РЭП с малым разбросом скоростей

2.1. Электронно-оптические системы для формирования пучков с прямолинейными и винтовыми траекториями электронов.

2.2. Анализ и оптимизация исходных параметров созданного ускорителя.

2.3. Система диагностики параметров мультимикросекундных РЭП и микроволнового излучения.

2.4. Экспериментальное исследование характеристик полученных пучков.

Краткие выводы к главе II.

III. Исследование источников мощного СВЧ излучения с мультимикросекундной длительностью импульсов.

3.1. Релятивистский карсинотрон с длиной волны 3 см.

3.2. Высокоэффективный релятивистский гиротрон с длиной волны 3 см.

Краткие выводы к главе III.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Увеличение длительности импульсов излучения в мощных релятивистских СВЧ генераторах посредством предотвращения развития пробойных явлений»

Актуальность темы. За последние тридцать лет на базе быстрого развития высоковольтной импульсной техники [1-2] и создания сильноточных электронных ускорителей (СЭУ) [3-5] сформировалось и интенсивно развивалось одно из самых перспективных направлений в физической электронике - релятивистская СВЧ электроника [6,7]. Основные её задачи на первых этапах связывались с проблемой повышения мощности излучения в стандартных микроволновых диапазонах.

Интенсивные исследования взаимодействия релятивистских электронных потоков (РЭП) с полями СВЧ электродинамических структур привели к созданию как релятивистских аналогов традиционных электронных приборов (ЛБВ, ЛОВ, клистронов, магнетронов, оротронов, гирорезонансных систем), так и ряда специфических приборов (лазеров на свободных электронах, виркаторов, приборов со скрещенными полями в магнитоизолирован-ных линиях - MILO и др.). Для коротковолновой части сантиметрового диапазона длин волн наиболее перспективными - в плане достижения устойчивой высокоэффективной генерации «сверхмощного» когерентного излучения - оказались одномодовые генераторы индуцированного черенковского излучения с непрерывным отбором энергии у прямолинейных трубчатых РЭП [7,8]: получена выходная мощность до 108-109 Вт при КПД 10-20% (на длине волны 3 см). Однако, гигантские энергетические возможности РЭП до сих пор использованы далеко не полностью главным образом из-за эффекта укорочения СВЧ импульса. Вместе с тем, хорошо известно, что увеличение энергии излучения в таких приборах хотя бы до уровня 1000 Дж может вызвать «революционные» [9] преобразования в ряде важнейших физико-технических областей, таких, как создание ускорителей заряженных частиц на сверхвысокие энергии (суперколлайдеров) [10-12], разработка радиолокационных устройств [13] и систем их подавления [14], исследование воздействия мощного излучения на плазму [15], накачка газовых лазеров [16] и т.д.

Уже на первой стадии экспериментов с черенковскими генераторами на базе сильноточных РЭП отмечалось более раннее окончание СВЧ излучения по сравнению с импульсом тока пучка [17-20], и предлагались различные механизмы такого «укорочения». Постепенно проблема ограничения длительности импульса излучения выдвинулась на первый план и заняла одно из важнейших мест в исследованиях релятивистских СВЧ источников как в отечественных коллективах (ФИ РАН, ИОФ РАН, МГУ, ИСЭ СО РАН, ЛТУ, ИПФ РАН и др.), так и за рубежом. Она стала предметом широкого обсуждения в рамках специальных международных конференций [9,21-25] под общим наименованием «Microwave pulse shortening».

Представленные в настоящей диссертационной работе результаты изучения нестационарных и пробойных явлений в релятивистских СВЧ генераторах, а также данные по реализации мультимикросекундных импульсов микроволнового излучения, полностью принадлежат указанному актуальному направлению физических исследований в области релятивистской СВЧ электроники.

Задачи исследований. В процессе исследований релятивистских СВЧ приборов были выявлены различные физические факторы, ведущие к ограничению длительности импульса излучения. Однако, исследования проводились в различных условиях и с различными типами приборов и до последнего времени вопросы систематизации этих факторов и установления их «иерархии» (по возможности устранения) составляют предмет оживлённой дискуссии [9,19,21-23].

Как уже отмечалось импульсы СВЧ излучения в прямопролётных черенковских генераторах обычно много короче импульсов сильноточного РЭП, см. рис.1 [8,20,25-27]. Чем выше СВЧ мощность, тем короче СВЧ импульс, как это видно из данных рис.2 для релятивистских JIOB, работающих на моде TMoi в 3 см диапазоне длин волн. Согласно этим данным энергия излучения в импульсе у всех источников примерно одинакова (10-г20 Дж). Среди многих причин такого ограничения, как теперь установлено [9,21-23], главная роль принадлежит электронно-ионным механизмам, т.е. образованию плазменных очагов, нарушающих нормальное функционирование генератора. Остальные физические факторы укорочения СВЧ излучения могут легче подавляться вариациями конструкции и режима работы (например, подбором ведущего магнитного поля).

Во всех черенковских приборах (см. рис.3) с сильноточным РЭП от взрывоэмиссион-ного катода в сильном магнитном поле «первоочередные» (для исследования и подавления) факторы разрушения СВЧ генерации связаны с эволюцией параметров пучка за время его существования. К таким факторам следует отнести разлёт эмиттирующей катодной плазмы и развитие пучковых неустойчивостей (диокотронной и др.), что приводит к постепенному расширению трубчатого РЭП, изменению его тока (импеданса пушки) и другим негативным явлениям [28-30]. В приборах с сильными СВЧ полями эти факторы дополняются поперечной СВЧ расфокусировкой [21], появлением вблизи поверхности замедляющей структуры отражённых электронов из коллекторной области (особенно низкоэнергетичных фракций отработанного пучка). Однако и при оптимальном подборе параметров инжектора, и при увеличении магнитного поля, когда перечисленные факторы исключаются [23], длитель

Рис. 1. Типичные осциллограммы ускоряющего напряжения (внизу) и микроволнового излучения (вверху). Одно деление по горизонтали соответствует 0.1 мкс

1000

100 с

4 3

10

-[-1—ГТТЛ

10

100 1000 Р, MW

10000

Рис. 2. Зависимость длительности выходного импульса г от пиковой мощности Р, построенная по выходным характеристикам нескольких ЛОВ трехсантиметрового диапазона, работающих на моде Е^: 1 - [25]; 2 - [26]; 3 - [27]; 4 - [8]; 5 - [20]. Рисунок взят из статьи [23].

Рис. 3. СВЧ генератор со взрывоэмиссионным РЭП и различные плазменные образования, приводящие к ограничению длительности импульса выходного излучения: 1 - катод; 2 -катодная плазма; 3 - соленоид; 4 - диафрагменная плазма; 5 - плазма на стенке ЗС; 6 - ЗС; 7 -электронный пучок; 8 - коллектор; 9 - десорбированный газ; 10 - коллекторная плазма; 11 выходное окно ность излучения всё же ограничивается на некотором уровне, определяемом другими механизмами, связанными с появлением и эскалацией плазменных образований (вблизи поверхностей в вакуумном объёме генератора) вызывающих СВЧ пробои [19,31]. Именно процессы и факторы, инициирующие образование газоразрядной плазмы и пробой в прямопролёт-ных релятивистских генераторах, явились основным предметом исследований на начальном этапе настоящей работы.

Образование плазмы под ударным воздействием электронов РЭП может иметь место на коллекторе, см. рис.3, а также на входном устройстве (диафрагме) [32,33] и гофрированной замедляющей структуре [30,34,35]. При недостаточном удалении инжектора возможно также проникновение в канал прибора катодной плазмы (скорость её разлёта вдоль магнит

-j ного поля -10 см/с). Кроме этого, к образованию плазмы у поверхностей электродинамических систем могут приводить СВЧ разряды: вторично-эмиссионные (мультипактор) [23,31] и инициируемые автоэлектронной, взрывной эмиссиями (АЭЭ, ВЭ) в сильных СВЧ полях [18,19,24].

В общих чертах можно принять следующий сценарий образования газорязрядной плазмы и развития СВЧ пробоя [23,30]. Интенсивная бомбардировка поверхности электронами РЭП или СВЧ разрядов может производить её сильный разогрев и плавление. К тому же могут приводить и токи АЭЭ и ВЭ (в случаях их возникновения) непосредственно в процессе самой эмиссии. При наличии адсорбированных на поверхности молекул остаточных газов (один их слой в обычных лабораторных условиях составляет величину А/д^-1015 см"2) происходит десорбция за счёт ударного и термического механизмов [36]. Десорбированные молекулы (и молекулы из расплава) составляют газ, способный расширяться с тепловой скоростью Vj^-105 см/с и почти неизменной концентрацией (при стабильной во времени десорбции). Этот газ подвергается лавинному СВЧ пробою, изначальное инициирование которого производится стимулирующими разряд электронами (сильноточного РЭП или СВЧ разряда на его вакуумной стадии). При этом в отличие от экспоненциально нарастающей лавины в обычной плазме, оторванной от поверхностей, здесь за счёт подкачки десорбции электронами разряда процесс может принимать взрывной характер [31] (нарастать неограниченно за конечное время, если не учитывать «выгорания» газа - убыли нейтралов). В сильном СВЧ поле осцилляциям электронов (со случайной фазой) соответствует высокая электронная температура Те, так что такая неравновесная плазма (Те » 7J) расширяется от плоскости зарождения со скоростью ионного звука У„ = Ve л}ш! М ~108 см/с, где Veсреднеквадратичная скорость электронов, т,М - массы электронов и ионов. Как только на

12 ^ растающая концентрация плазмы приближается к критическому значению ( -10 см"' для длины волны 3 см), происходят локальные изменения электродинамической конфигурации прибора, вызывающие срыв генерации.

Применявшиеся методы борьбы с причинами пробоев, такие, как подавление расширения катодной плазмы и РЭП плавно изменяющимся магнитным полем у катода [37], проводка потока электромагнитной энергии вдали от места оседания РЭП на коллекторе [38], снижение СВЧ полей на поверхности электродинамических структур [39] и др., позволили несколько увеличить длительность и энергию выходного излучения, но не предотвращали явлений СВЧ пробоя. Вопрос о кардинальных причинах развития пробойных механизмов и о путях их устранения оставался открытым.

В первую очередь необходимо было изучить влияние адсорбированных остаточных газов на электропрочность релятивистских СВЧ генераторов, ввиду того, что им отводилась важная роль [19,31,34] в механизме образования пробоев.

В этой связи важно было уточнить в рамках настоящей работы, каковы источники плазмы на коллекторе и диафрагме при температурах поверхности существенно ниже температуры плавления. Или это молекулы, адсорбированные между импульсами РЭП, или устойчивые загрязнения поверхности после вакуумирования системы, или испаряющийся материал самой стенки под действием бомбардировки электронным пучком [36].

Необходимо было также установить для конкретных условий скорость расширения РЭП, особенно внешней его части (ореола), а также выяснить влияние бомбардировки диафрагмы на СВЧ пробой в генераторе.

Требовалось выявить роль вторично-эмиссионных разрядов в инициировании СВЧ пробоев вблизи поверхности гофрированной замедляющей системы (ЗС) в конкретных условиях работы генераторов, а также исследовать возникновение пробоев в специальных моделирующих экспериментах при различных состояниях поверхности, вакуума, магнитных и СВЧ полях.

К десорбции молекул с поверхности и развитию пробоя помимо перечисленных факторов могут также приводить тормозное рентгеновское излучение [40], большие поверхностные токи [41] и пондермоторное воздействие сильных СВЧ полей на дипольные молекулы, адсорбированные на поверхности [42].

Проведенные исследования показали, что десорбция остаточных газов играет первостепенную роль в пробойных механизмах, ограничивающих длительность СВЧ импульса. В обычных условиях работы лабораторных установок с сильноточными ускорителями основные рабочие элементы не отвечают требованиям высокой вакуумной технологии: наличие необезгаживаемых материалов с высоким давлением собственных паров, присутствие молекул углеводородов на внутренних поверхностях, натекание газов, принципиально неустранимый выброс вещества катодов с взрывной эмиссией. Всё это создаёт благоприятные предпосылки для развития СВЧ пробоев в течение сотен, и даже десятков, наносекунд [23,35].

Отсюда следует, что в плане увеличения длительности импульсов СВЧ генерации необходимо применение более высокой вакуумной технологии, которой наиболее адекватны инжекторы на основе термоэмиссионных катодов [12,43]. При этом, несмотря на то, что удаётся достигать токов РЭП всё же меньших, чем во взрывоэмиссионных инжекторах (на один-два порядка), вполне можно прогнозировать создание релятивистских генераторов с СВЧ мощностью в десятки-сотни мегаватт в импульсах мультимикросекундной длительности.

Термоэмиссионные инжекторы позволяют также формировать стабильные пучки с винтовыми траекториями при малом разбросе поперечных скоростей электронов. Электронно-оптические системы (ЭОС) на базе таких инжекторов используются в гирорезонансных приборах (гиротроны, гироклистроны). Высокий КПД («30 %) и возможность работы на азимутально-симметричных модах Н-типа, у которых отсутствуют электрические СВЧ поля на стенке резонатора, определяют привлекательность гирорезонансных приборов с точки зрения повышения энергии излучения в импульсе.

Предельные энергетические параметры таких пучков в широко применяемых слаборелятивистских приборах относительно невелики - энергия электронов до 100 кэВ, токи -десятки Ампер. Для формирования винтовых РЭП на базе сильноточных ускорителей требуется разработка относительно низкоимпедансных инжекторов, токи в которых ограничиваются полями пространственного заряда (в отличие от температурного ограничения в традиционных гиротронах). При этом усложняется проблема синтеза и расчёта всей ЭОС для формирования пучков с малым скоростным разбросом [44]. Здесь возникает сложная комплексная проблема, включающая в себя взаимосвязанные на всех этапах задачи «прицельного» общего решения, подбора конструкции и режима на базе неоднократного численного моделирования, и, наконец, разработки инжектора и исследования полученного РЭП.

Таким образом, возникла и требовала решения проблема формирования стабильного мультимикросекундного РЭП различной конфигурации (прямолинейные или винтовые траектории) с допустимым разбросом скоростей, что возможно только на базе синтеза электронно-оптических систем с компрессией интенсивного потока электронов магнитным полем от поверхности термоэмиссионного эмиттера. Решение этой проблемы требовало создания новой разновидности сильноточного ускорителя с соответствующей разработкой его ЭОС и экспериментального подтверждения искомых параметров РЭП.

Другая проблема, остающаяся, несмотря на снижение СВЧ полей в генераторах на базе термоэмиссионного ускорителя, заключается в обеспечении необходимой электропрочности генератора в значительно более длинном импульсе. Известно, что при вакууме 10"6 Торр на металлической поверхности при комнатной температуре нарастает мономолекулярный слой с поверхностной концентрацией ~1015 см"2 за одну секунду [36,45]. Поэтому при десорбции всего монослоя в течение одного СВЧ импульса, из-за наличия адсорбированных молекул в принципе трудно достичь высокой электропрочности при работе в режиме разовых или редких импульсов [23]. Так, эксперименты с ускоряющей секцией суперколлайдера показали [12], что в рабочем состоянии секции, при пропускании через неё РЭП, электропрочность снижается на порядок (вероятно - за счёт ореола ускоряемого пучка) по сравнению с электропрочностью, которую удаётся достичь в процессе длительной предварительной тренировки (Е =5 МВ/см). Поэтому требовалось получить аналогичную информацию об изменении условий возникновения пробоев в рабочих режимах СВЧ генераторов по сравнению с их тренированными электродинамическими системами, и в которых отсутствует РЭП.

По мере решения вышеописанных проблем и разработки методов подавления пробойных механизмов, естественно возник заключительный этап исследований, связанный с экспериментальным подтверждением возможности увеличения энергии СВЧ излучения в импульсе - за счёт его удлинения до микросекунды и выше в различных прямопролётных генераторах (карсинотроне, гиротроне) на базе нового ускорителя «Сатурн-Д» с термоэмиссионным инжектором.

В соответствие с изложенными проблемами в диссертации рассмотрены следующие основные группы задач (по главам):

1. Систематизация и исследование факторов, ограничивающих длительность СВЧ излучения в приборах с микросекундными РЭП (глава I).

Здесь представлено экспериментальное исследование пространственно-временных характеристик РЭП, формируемого магнитоизолированным инжектором со взрывной эмиссией; определены и систематизированы физические явления, укорачивающих импульс СВЧ излучения в релятивистском черенковском генераторе; дан анализ факторов, приводящих к появлению свободных нейтралов и к развитию СВЧ пробоя; исследована электропрочность электродинамических структур генераторов (в том числе и в специальных модельных экспериментах).

2. Исследование и создание микросекундного ускорителя с термоэмиссионным инжектором, формирующим стабильный РЭП с малым разбросом скоростей (глава II).

Здесь рассмотрены основные аспекты разработки электронно-оптической системы с термоэмиссионным инжектором для формирования РЭП с прямолинейными и винтовыми траекториями электронов и дана оптимизация исходных параметров созданного ускорителя; представлен разработанный комплекс диагностики параметров пучков и СВЧ излучения; экспериментально изучены интегральные и структурные характеристики полученных пучков.

3. Исследование источников мощного СВЧ излучения с мультимикросекундной длительностью импульсов (глава III).

Представленные здесь экспериментальные исследования относятся к созданию и исследованию первых релятивистских СВЧ генераторов (карсинотрона и высокоэффективного гиротрона) с повышенной длительностью импульса излучения, в которых достигнуты СВЧ энергии в импульсе около 100 Дж. Указаны перспективные энергетические возможности таких генераторов.

В совокупности выполненные исследования относятся к проблеме увеличения длительности импульса и энергии СВЧ излучения в мощных релятивистских СВЧ генераторах. Они включают в себя комплекс задач по нестационарным и пробойным явлениям, ограничивающим энергетические возможности таких генераторов, разработку и реализацию нового сильноточного ускорителя с оригинальной системой формирования РЭП, и в итоге экспериментальное исследование СВЧ генераторов с уникальными выходными параметрами. Сказанное позволяет отнести диссертацию к специальности «Физическая электроника», в частности, к её разделу «Релятивистская высокочастотная электроника».

Цель работы. Цель диссертационной работы заключается в исследовании нестационарных и пробойных процессов в релятивистских СВЧ генераторах, направленном на их подавление и на увеличения длительности импульса и энергии излучения, а также в экспериментальной реализации источников микроволнового излучения с длительностью импульсов 1-И0 микросекунд и с СВЧ энергией в импульсе до 100 Джоулей.

Научная новизна. Новизна полученных результатов (см. Заключение) состоит в следующем.

1. Определена основная причина укорочения импульса излучения в релятивистском черенковском генераторе на базе взрывоэмиссионного инжектора - СВЧ пробой остаточных и испарённых газов при ударной десорбции и микровзрывах на поверхности замедляющей системы (ЗС). Установлено время развития пробоя, инициированного вторичноэлектронным резонансным разрядом (ВЭРР): оно уменьшается с ростом СВЧ поля и составляет 10-20 не при полях свыше 40 кВ/см. Обнаружено также, что в условиях, исключающих возникновение ВЭРР, пробои могут развиваться под воздействием темновых токов (АЭЭ и др.) в виде межстеночных «шнуров»; для этого достаточно СВЧ поле -10 кВ/см и параллельное ему магнитостатическое поле (>100 Э), препятствующего поперечной диффузии заряженных частиц.

2. Создан универсальный ускоритель электронов с термоэмиссионным инжектором, обладающий необходимым набором свойств для СВЧ генераторов (стабильные мультимик-росекундные РЭП с прямолинейными и винтовыми траекториями, высокий вакуум, непрерывное термическое обезгаживание и т.д.) в комплексе с оригинальными измерительными устройствами (калориметр для измерения энергии мощных одиночных импульсов, рентгеновский датчик, датчик контроля положения пучка). Оптимизация параметров и реализация новой экспериментальной установки позволили диагностировать роль различных факторов в развитии СВЧ пробоев (адсорбированных молекул, СВЧ полей, применяемых материалов ЭС и т.д.) и тем самым максимально подавить предпробойные процессы и получить мощное СВЧ излучение с мультимикросекундной длительностью.

3. Разработаны и реализованы неадиабатические магнетронно-инжекторные пушки (МИП) для релятивистских гиротронов, позволившие существенно увеличить токи винтовых электронных пучков (ВЭП) - до половины ленгмюровского тока - при сохранении удовлетворительного для работы гиротрона разброса скоростей в пучках.

4. Впервые экспериментально установлено, что в гиротроне можно сохранять высокий КПД и при не слабом релятивизме электронов. В 3-х см диапазоне длин волн реализован релятивистский (с энергией электронов 280 кэВ) гиротрон с выходной мощностью 7 МВт и КПД свыше 50%.

5. Впервые в релятивистском СВЧ приборе 3-см диапазона длин волн получены импульсы излучения с мощностью около 10 МВт при длительности импульса около 10 мкс, равной длительности импульса питающего электронного пучка. Получение импульса излучения без его укорочения пробойными механизмами открывает перспективу дальнейшего увеличения длительности импульса по мере развития длинноимпульсных ускорителей РЭП.

Практическая значимость и использование результатов. Разработанный в процессе выполнения диссертационной работы диагностический комплекс нашел применение в исследовании пространственно-временных характеристик сильноточных РЭП [1а,2а,13а] и при измерениях энергии мощных одиночных СВЧ импульсов [5а]. Исследование и систематизация процессов, инициирующих пробой в пролетных релятивистских СВЧ генераторах

4а,8а,17а,18а,22а,28а], а также предложенные меры по их подавлению [4а,7а,8а,29а], позволили реализовать источники мощного СВЧ излучения с мультимикросекундной длительностью импульса [7а,8а,12а,30а]. Разработанный ускоритель с термоэмиссионным инжектором «Сатурн-Д» использовался в исследованиях ряда релятивистских СВЧ генераторов: карси-нотрона [7а, 8а], убитрона [21а], гиротрона [12а,40а] с мультимикросекундной длительностью импульса излучения. Кроме того, изучались нелинейная динамика JIOB черенковского типа в условиях конкуренции двух поперечных мод (Ни и Eoi) [10а,38а], автомодуляционные и стохастические режимы мощной генерации в этом приборе [9а,11а,20а,24а,34а,35а, 37а,41а]. Созданный в рамках данной работы релятивистский карсинотрон с микросекундной длительностью импульса использовался для исследований в области физики плазмы [За,25а].

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, трёх глав и заключения. Объем диссертации составляет 165 страниц, включая 107 страниц основного текста, 60 рисунков, размещенных на 42 страницах, 5 таблиц и список литературы из 158 наименований, в том числе список трудов автора по диссертации, к последним в ссылках добавляется «а».

Заключение диссертации по теме «Физическая электроника», Иляков, Евгений Викторович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации представлен цикл исследований, направленных на определение, систематизацию и устранение факторов, инициирующих быстрое развитие нестационарных и пробойных процессов и приводящих к существенному укорочению импульсов СВЧ излучения в мощных приборах с мультимикросекундными РЭП. На основе развитых положений и предложенных превентивных мер созданы релятивистские источники когерентного излучения (черенковского и магнитотормозного) - карсинотрон и гиротрон с длиной волны 3 см, СВЧ энергией до 80 Джоулей и с длительностью излучения в несколько микросекунд. Подробные результаты диссертационной работы приведены в кратких выводах к главам.

Ниже сформулированы основные результаты диссертационной работы.

1. Применительно к мощным релятивистским СВЧ генераторам черенковского типа исследован лавинный СВЧ пробой с ионизацией остаточных газов и молекул испаренных материалов, образовавшихся в результате ударной десорбции или микровзрывов на поверхности замедляющей системы. Показано, что это является одной из главных причин ограничения длительности импульсов генерации. В наших экспериментах с устранением СВЧ пробоев длительность импульсов излучения возрастала более чем на порядок - до 10 мкс. Предложены и экспериментально апробированы методики смещения временной границы возникновения пробоев: применение стабильных пучков, формируемых с термоэмиссионных катодов (без существенной неоднородности плотности тока и без интенсивного выброса вещества, характерных для взрывоэмиссионных катодов); использование локальной зоны непрерывного термического обезгаживания для устранения адсорбентов на ЗС и коллекторе.

2. Разработан и создан сильноточный микросекундный электронный ускоритель с термоэмиссионным инжектором в комплексе с оригинальными измерительными устройствами, предназначенный для исследований в области релятивистской СВЧ электроники. Ускоритель позволяет формировать стабильные трубчатые пучки с длительностью около 10 мкс и изменять их параметры в широких пределах. В эксперименте реализовано формирование прямолинейных пучков с энергией электронов до 300 кэВ, током до 300А, а также пучков с винтовыми траекториями при энергии электронов до 300 кэВ, токе до 100А, скоростном разбросе не более 30% и питч-факторе до 1,3. В обоих случаях диаметр РЭП может изменяться от 15 до 30 мм.

3. Применение РЭП, сформированного термоэмиссионным инжектором, и обеспечение непрерывного термического обезгаживания позволило создать релятивистские карсино-троны с мощностями излучения 5 и 7 МВт на волнах с длиной 3 и 6 см, в которых длительность СВЧ импульса - 10 мкс - равнялась длительности импульса питающего РЭП. Тем самым подтверждены разработанные рекомендации по замедлению развития предпробойных явлений и по увеличению длительности излучения.

4. Доказано и экспериментально подтверждено, что гиротрон способен сохранять высокий КПД и при релятивистской энергии электронов. Путем оптимизации параметров электронного пучка и резонатора осуществлена генерация в релятивистском гиротроне с длиной волны около 3 см (на электропрочной моде Hoi) с мощностью 7 МВт и КПД 50% при длительности импульса 7 мкс, равной длительности ВЭП.

Перспективы дальнейшего увеличения энергии в импульсе излучения в мощных релятивистских СВЧ источниках

Проведенные исследования показали, что увеличение длительности импульса излучения в релятивистском гиротроне при достигнутом уровне мощности в настоящее время представляется в значительной степени технической задачей (создание высоковольтного источника питания, прежде всего).

Для увеличения мощности излучения до 100 МВт и выше представляется необходимым переход к азимутально-симметричным модам магнитного типа с высоким радиальным индексом или к несимметричным модам объемного типа, которые давно и успешно используются в мощных «классических» гиротронах [113]. Такой переход позволяет использовать ВЭП с большими поперечными размерами и, следовательно, увеличивать ток при сохранении качества пучка.

Выбор несимметричной моды облегчает ее селективное возбуждение. К тому же оценки показывают, что при использовании таких мод для генерирования излучения мощностью 100 МВт СВЧ поля на стенке резонатора могут быть существенно ниже предельных полей (150+200 кВ/см), достигнутых нами с использованием методик, разработанных при создании релятивистского карсинотрона.

Автор выражает глубокую благодарность главному инженеру Отделения физики плазмы и электроники больших мощностей ИПФ РАН Н.И.Зайцеву и зав. лабораторией № 191 ИПФ РАН Н.Ф.Ковалеву за руководство работой, старшему научному сотруднику И.С.Кулагину и научному сотруднику Г.С.Кораблеву за постоянную поддержку и сотрудничество в проведении трудоемких экспериментов, старшему научному сотруднику В.Е.Нечаеву и зав. отд. № 120 ИПФ РАН В.Е.Семенову за полезные замечания, всем сотрудникам отделов №110 и 150 ИПФ РАН, а также доценту ННГУ В.НМануилову за помощь и товарищеское содействие в работе.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Иляков, Евгений Викторович, 2002 год

1. High Voltage Technology / ed. L.L.Alston. -Oxford: Oxford University Press, 1968.

2. Месяц Г.А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. -М.: Сов.радио, 1974. -256с.

3. Месяц Г.А. Эктоны. -Екатеринбург: УИФ "Наука", 1993. -Ч.З. -262с.

4. Graybill S.E., Nablo Observation of magnetically focusing electron streams // Appl.Phys.Lett. -1966. -Vol.8, No. 1 -P. 18-20.

5. Месяц Г.А. Эктоны. -Екатеринбург: УИФ "Наука", 1993. -4.1. -184с.

6. Релятивистская высокочастотная электроника. / под ред. АВ.Гапонова-Грехова. -Горький: ИПФ АН СССР, 1979. -298с.; 1981. -273с.; 1983. -Вып.З. -249с.; 1984. -Вып.4. -224с.; 1988. -Вып.5. -217с.; 1990. -Вып.6. -303с.; 1992. -Вып.7. -166с.

7. Гапонов-Грехов А.В., Петелин М.И. Релятивистская высокочастотная электроника // Вестник АН СССР. -1979. -№4. -С. 11-23.

8. Ковалёв Н.Ф., Петелин М.И., Райзер М.Д. и др. Генерация мощных имттульсовзлектро-магнитного излучения потоком релятивистских электронов // Письма в ЖЭТФ. -1973. -Т. 18, №4. -С. 138-140.

9. Agee F.J. Evolution of pulse shortening research in narrow band, high power microwave sources. // IEEE Trans. Plasma Sci.-1998. -Vol.26, No.3. -P.235-245.

10. Балакин B.E., Будкер Г.И., Скринский А.Н. О возможности создания установки со встречными электрон-позитронными пучками на сверхвысокие энергии // Труды 6-го Всесоюз. совещ. по ускорителям заряженных частиц. Дубна, 1979. Т. 1. С.27.

11. Лебедев А.Н., Перелыптейн Э.А. Ускорители будущего. // Релятивистская высокочастотная электроника. -Горький: ИПФ АН СССР, 1990. -Вып.6. -С.217-255.

12. Caryotakis G. "High Power Microwave" tubes: In the laboratory and on-line. // IEEE Trans. Plasma Sci. -1994. -Vol.22, No.5. -P.683-691.

13. Бункин Б.В., Гапонов-Грехов A.B., Ельчанинов A.C., и др. Радиолокатор на основе СВЧ генератора с релятивистским электронным пучком // Письма в ЖТФ. -1992.-Т.18, №9.-С.61-65.

14. Fazio M.V., Stringfield R.M. The 5th special issue on high power microwave generation. // IEEE Trans. Plasma Sci. -1994. Vol.22, No.5. -P.495-498.

15. Геккер И.P. Взаимодействие сильных электромагнитных полей с плазмой. -М.: Атомиз-дат, 1978. -312с.

16. Вихарев A.JI., Иванов О.А., Ким А.В. Газовые лазеры с накачкой СВЧ-излучением. // Релятивистская высокочастотная электроника. -Горький: ИПФ АН СССР, 1990. -Вып.6. -С. 256-296.

17. Александров А.Ф., Галузо С.Ю., Канавец В.И. и др. Особенности черенковского излучения релятивистского потока в гофрированном волноводе. // ЖТФ. -1980. -Т. 50, №11. -С.2381-2389.

18. Александров А.Ф., Галузо С.Ю., Канавец В.И. и др. СВЧ пробой в релятивистском че-ренковском генераторе // IV Всесоюз. симп. по сильноточной электронике. Тез. докл. -Томск: ИСЭ СО АН СССР, 1982. Ч. 2. -С. 168-171.

19. Ельчанинов А.С., Загулов Ф.Я., Коровин С.Д. и др. Ограничение длительности мощных импульсов СВЧ излучения в релятивистском карсинотроне. // Письма в ЖТФ. -1981. Т.7, №.9. -С. 1168-1171.

20. Зайцев Н.И., Ковалев Н.Ф., Кораблев Г.С. и др. Релятивистский карсинотрон с длиной волны 3 сантиметра и длительностью импульса 0,4 микросекунды. // Письма в ЖТФ. -1981. -Т.7, №14. -С.879-882.

21. Benford J., Benford G. Pulse shortening in high power microwave sources // Int. workshop "High power microwave generation and pulse shortening": Dig. technical papers. -Edinburgh, EICC UK, 1977. -P.75-80.

22. Loza O.T., Strelkov P.S. Microwave pulse shortening in relativistic high-current microwave oscillators // ibid. -P. 103-108.

23. Kovalev N.F., Nechaev V.E., Petelin M.I., Zaitsev N.I. A scenario for output pulse shortening in microwave generators driven by relativistic electron beams // IEEE Trans. Plasma Sci.-1998. -Vol.26, No.3. -P.246-251.

24. Barengolts S.A., Kreindel M.Yu., Litvinov E.A. Initiation of explosive electron emission in microwaves fields // ibid. -P.252-255.

25. Gunin A.V., Klimov A.I., Korovin S.D.et.al. Relativistic X-band BWO 3 GW pulse power // ibid. -P.326-331.

26. Бондарь Ю.Ф., Заворотный С.И., Ипатов A.JI. и др. Исследование микроволнового излучения релятивистского карсинотрона // Краткие сообщения по физике.-1982.-№ 2.-С.3-7.

27. Carmel Y., Ivers J., Kribel R.E., Nation J. Intense coherent Cherenkov radiation due to the interaction of a relativistic electron beam with a slow-wave structure // Phys. Rev. Lett. -1974. -Vol.33, No.21.-P.1278-1282.

28. Бугаев С.П., Ильин В.П., Кошелев В.И. и др. Формирование сильноточных релятивистских электронных пучков для мощных генераторов и усилителей СВЧ. // Релятивистская высокочастотная электроника. -Горький: ИПФ АН СССР, 1979. -Вып.1. -С.5-75.

29. Бугаев С.П., Зайцев Н.И., Ким А.А и др. Процессы в диодах с магнитной изоляцией, использующих взрывную эмиссию электронов. // Релятивистская высокочастотная электроника. -Горький: ИПФ АН СССР, 1981. -Вып.2. -С.36-61.

30. Александров А.Ф., Галузо С.Ю., Зайцев Н.И. и др. Пространственно-временные характеристики РЭП // Релятивистская высокочастотная электроника. -Горький: ИПФ АН СССР, 1988. -Вып.5. -С.163-182.

31. Александров А.Ф., Бляхман Л.Г., Галузо С.Ю., Нечаев В.Е. Пристеночный вторично-эмиссионный разряд в электронике больших мощностей // Релятивистская высокочастотная электроника: -Горький, ИПФ АН СССР, 1983. -Вып.З. -С.219-240.

32. Зайцев Н.И.,Кораблев Г.С.,Шемякин Б.П. Элементы динамики катодной и коллекторной плазмы в диоде с магнитной изоляцией // Физика плазмы. -1981. -Т.7, №.3. -С.560-563.

33. Зайцев Н.И., Кораблев Г.С., Кулагин И.С. Релятивистский карсинотрон с коллимацией электронного пучка цилиндрической поверхностью. // IY Всесоюз. симп. по сильноточной электронике. Тез. докл. -Томск: 1982.-Ч.2. -С.133-135.

34. Лоза О.Т., Стрелков П.С., Воронков С.Н. Плазма в замедляющей структуре вакуумного сильноточного релятивистского СВЧ генератора // Физ. плазмы.-1994.-Т.20, № 4.-С.417-423.

35. Коровин С.Д., Месяц Г.А., Пегель И.В. и др. Механизм ограничения длительности микроволнового импульса релятивистской ЛОВ // Письма в ЖТФ.-1999.-Т.25, № 6. -С.27-36.

36. Черепнин Н.В. Сорбционные явления в вакуумной технике. -М.: Сов. Радио, 1958.

37. Александров А.Ф., Воронков С.Н., Галузо С.Ю. и др. Стабилизация диаметра трубчатого РЭП микросекундной длительности с помощью импульсной магнитной компрессии // Физика плазмы. -1988. -Т. 14, №11. -С. 1388-1392.

38. Воронков С.Н., Лоза О.Т., Стрелков П.С. Ограничение длительности импульса излучения СВЧ генераторов на микросекундных РЭП // Физика плазмы. -1991. -Т. 17, № 6. -С.751-755.

39. Абубакиров Э.Б., Белоусов В.И., Варганов В.Н. и др. Экспериментальная реализация метода циклотронно-резонансной селекции мод в релятивистских электронных высокочастотных генераторах черенковского типа // Письма в ЖТФ. -1983. -Т. 9, № 9. -С. 533-536.

40. Сливков И.Н. Электроизоляция и разряд в вакууме. -М.: Атомиздат, 1972. -304с.

41. Цыбин О.Ю. Свободные кластеры и малые частицы в электронных вакуумных устройствах // Проблемы физической электроники. -JL: ЛПТИ, 1989. С.94-118.

42. Тарасова JI.B. Десорбционный механизм электрического пробоя в высоком вакууме. // ДАН СССР. -1966. -Т. 167. -№2. С.330-333.

43. Балакин В.Е., Кузнецов Г.И., Хавин Н.Г. Формирование релятивистских электронных пучков для мощных СВЧ приборов в системах с термокатодами // там же. -С.204-218.

44. Дэшман С. Научные основы вакуумной техники. -М.: Мир, 1964.

45. Зайцев Н.И., Ковалёв Н.Ф., Кольчугин Б.Д., Фукс М.И. Экспериментальное исследование релятивистского карсинотрона // ЖТФ. -1982. -Т. 52, № 8. -С. 1611-1617.

46. Мс. Donald. A.D. Microwave breakdown in gases. -NewYork-London-Sydney: John Wiley and Sons, Inc, 1966.

47. Saito Y. Surface breakdown phenomena in alumina RF windows // Proc.SPffi XVI Int. symp. jn discharges and electrical insulation in vacuum: Moscow-St.Peterburg, -1994. -Vol.2259. -P.512-517.

48. Зайцев Н.И., Ковалев Н.Ф., Кулагин И.С. и др. О механизме ограничения длительности импульса в релятивистском карсинотроне. // YII Всесоюз. симп. по сильноточной электронике. Тез.докл. -Томск: ИСЭ СО АН СССР, 1988. -4.1. -С.179-181.

49. Воронков С.Н., Лоза О.Т., Стрелков П.С. Влияние катодной плазмы на работу релятивистского карсинотрона микросекундной длительности. // Физика плазмы. -1993. -Т. 19,№4. -С.601-606.

50. Нечаев В.Е. Диокотронная неустойчивость замагниченных трубчатых электронных пучков//Изв. вузов. Радиофизика. -1982. -Т.25, №9. -С.1067-1074.

51. Александров А.Ф., Галузо С.Ю., Гришаев А.А. и др. Увеличение скорости радиального расширения трубчатого РЭП в мощном черенковском СВЧ генераторе. // YI Всесоюз. симп. по сильноточной электронике. Тез.докл. -Томск: ИСЭ СО АН СССР, 1986. -Ч.З. -С.65-67.

52. Ройфе И.М., Бурцев В.А., Василевский М.А., Энгелько В.И. Экспериментальное исследование диода с магнитной изоляцией при длительностях импульса более 10~5 с // ЖТФ. -1980. -Т.50, №5. -С.944-957.

53. Ковалёв Н.Ф., Нечаев В.Е., Петелин М.И., Фукс М.И. К вопросу о паразитных токах в сильноточных диодах с магнитной изоляцией // Письма в ЖТФ. -1977. -Т.З, №9. -С.413-416.

54. Бакшаев Ю.Л., Басманов А.Б., Блинов П.И., Скорюпин В.А. О формировании стабильного РЭП микросекундной длительности в бесфольговом диоде // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез. -1984. -№.3 (16). -С.31-36.

55. Карбушев Н.И., Удовиченко С.Ю., Рухадзе А.А. Диокотронная неустойчивость ограниченных релятивистских электронных пучков // Кр. сообщения по физике. -1983. -Вып.7. -С.50-54.

56. Бакшт Р.Т., Бугаев С.П., Кошелев В.И. и др. О свойствах катодной плазмы в диоде с магнитной изоляцией // Письма в ЖТФ. -1977. -Т.З, №13. -С.593-597.

57. Бугаев С.П., Ким А.А., Климов А.И., Кошелев В.И. О механизме распространения катодной плазмы поперёк магнитного поля в бесфольговых диодах // Физика плазмы. -1981. -Т.7,№3.-С.529-539.

58. Кошелев В.И. О разлёте катодной плазмы в поперечном магнитном поле // Физика плазмы. -1979. -Т.5, №3. -С.698-701.

59. Капцов Н.А. Электроника. -М.: Госиздат ТТЛ, 1956. -460с.

60. Василевский М.А., Ройфе И.М., Энгелько В.И. Генерирование длинноимпульсных сильноточных электронных пучков // Релятивистская высокочастотная электроника: -Горький, ИПФ АН СССР, 1983. -Вып.З. -С. 184-203.

61. Сливков И.Н. Процессы при высоком напряжении в вакууме. -М.: Энергоатомиздат, 1986. -256с.

62. Зайцев Н.И., Кораблёв Г.С., Кулагин И.С., Нечаев В.Е. О влиянии встречных потоков отражённых электронов на формирование сильноточного РЭП в коаксиальном диоде с магнитной изоляцией // Письма в ЖТФ. -1981. -Т.7, №11. -С.673-676.

63. Зайцев Н.И., Кораблёв Г.С., Кулагин И.С., Нечаев В.Е. О влиянии встречных потоков частиц на характеристики сильноточного релятивистского электронного пучка, формируемого диодом с магнитной изоляцией // Физика плазмы. -1982. -Т.8, №5. -С.918-924.

64. Воронков С.Н., Лоза О.Т.,Стрелков П.С. Плазма в замедляющей структуре вакуумного сильноточного релятивистского СВЧ генератор. -М.: ИОФ РАН, 1993. -40с. (Препринт ИОФ РАН №7).

65. Воронков С.Н., Лоза О.Т., Раваев А.А. и др. Измерения радиального профиля релятивистского электронного пучка, формируемого диодом с магнитной изоляцией // Физика плазмы. -1988. -Т. 14, №10. -С. 1259-1263.

66. Бугаев С.П., Канавец В.И., Климов А.И. и др. Релятивистский многоволновой черенков-ский генератор // Письма в ЖТФ. -1983. -Т. 9, №.22. -С. 1385-1389.

67. Clausing R.E. Release of gases surface by energetic electrons // J. Vac. Sci. Technol.-1964. -Vol.1, No.2. -P.82.

68. Белоусов В.И., Зеленцов В.И., Офицеров M.M. и др. Высокочастотные измерения в релятивистской электронике. // Релятивистская высокочастотная электроника. -Горький: ИПФ АН СССР, 1979. -С.275-292.

69. Зайцев Н.И., Кулагин И.С., Нечаев В.Е. О влиянии потока ионов из коллекторной плазмы на формирование сильноточного электронного пучка в коаксиальном диоде с магнитной изоляцией // Физика плазмы. -1981. -Т.7, №4. -С.779-783.

70. Браун С. Элементарные процессы в плазме газового разряда. -М: Госатомиздат, 1961. -324с.

71. Голант В.Е. Газовый разряд на сверхвысоких частотах. // УФН. -1958. -Т.65, №1. -С.39-86.

72. Зайцев Н.И., Ковалев Н.Ф., Кулагин И.С. и др. О механизме ограничения длительности импульса в релятивистском карсинотроне. //YII Всесоюз. симп. по сильноточной электронике. Тез. докл. -Томск: 1988. -4.1. -С.179-181.

73. J.R.M.Vaughan. Multipactor // IEEE Trans. Electr. Dev. -1988. -Vol.35, No.7. -P. 1172-1180.

74. Гришин A.B., Дорофеюк A.A., Коссый И.А. и др. Исследование вторично-эмиссионного СВЧ разряда при больших углах пролёта электронов // Труды ФИАН. -М.: Наука, 1977. -С. 82-131.

75. Горшкова М.А., Нечаев В.Е. Насыщение одностороннего мультипактора в тормозящем электростатическом поле // Изв.вузов. Радиофизика. -1999. -Т.42, №11. -С.1097-1104.

76. Vance E.F. One-sided multipactor discharge modes // J. Appl. Phys.-1963. -Vol.34, No. 11. -P.3237-3242.

77. Бляхман Л.Г., Горшкова M.A., Нечаев В.Е. Насыщение одностороннего мультипактора в скрещенных полях // Изв.вузов. Радиофизика. -2000. -Т.43, №11. -С.1004-1015.

78. Blyachman L.G., Nechaev V.E. Near-surface secondary emission vacuum RF discharge in magnetic insulation conditions // Proc.SPIE XVI Int. symp. on discharges and electrical insulation in vacuum: Moscow-St.Peterburg, -1994. -Vol.2259. -P.534-537.

79. Брюнинг Г. Физика и применение вторичной электронной эмиссии. -М.: Сов. Радио, 1958. -192с.

80. Бронштейн ИМ., Фрайман Б.С. Вторичная электронная эмиссия. -М: Изд. «Наука», 1969. -408с.

81. Redhead P. A. The effect of absorbed oxygen on measurements with ionization gauges // Vacuum, -1963. -Vol.13, No.7, -P.253-258.

82. Бляхман Л.Г., Нечаев B.E. Пристеночный вторично-эмиссионный СВЧ разряд в изолирующем магнитостатическом поле // ЖТФ. -1984. -Т.54, №11. -С.2163-3168.

83. Котетешвили П.В., Рыбак П.В., Тараканов В.П. -М.: 1991. -46с. (Препринт ИОФ АН СССР №44).

84. Tarakanov V.P. User's manual for code KARAT. -Springfield: BRA, 1992.

85. Ганичев Д.А., Филатов B.A., Фридрихов C.A. Экспериментальное исследование вторично-электронного резонансного разряда в скрещенных полях // Радиотехника и электроника. -1972. -Т. 17,№8. -С. 1639-1645.

86. Forrer М., Milazzo С. Duplexing and switching with multipactor dischage // Proseeding of IRE. 1962. Vol.50, No.4. -P.442-451.

87. Таблицы физических величин. Справочник / Под ред. И.К,Кикоина. -М.: Атомиздат, 1976. -958с.

88. Голубев Б.П. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений. -М.: Атомиздат, 1976. -504 с.

89. Физический энциклопедический словарь / Гл.ред.А.М.Прохоров. -М.: Сов. энциклопедия, 1983. -928с.

90. Гольденберг А.Л., Лыгин В.К., Мануйлов В.Н. и др. Адиабатическая теория и траектор-ный анализ пушек гиротронов. // Гиротрон. -Горький: ИПФ АН СССР, 1981. -С.86-106.

91. Гапонов А.В., Петелин М.И., Юлпатов В.К. Индуцированное излучение возбужденных классических осцилляторов и его использование в высокочастотной электронике // Изв. вузов. Радиофизика. -1967. Т. 10, № 9-10. -С. 1414-1453.

92. Bratman V.L., Ginzburg N.S., Nusinovich G.S. et.al. Relativistic gyrotrons and cyclotron autoresonance masers//Int. J. Electronics. -1981. -Vol.51, No.4. -P.541-567.

93. Kuftin A.N., Lygin V.K., Manuilov V.N. et.al. Advanced numerical and experimantal investigation for gyrotrons helical electron beams // International Journal of Infrared and millimeter waves. 1999. -Vol.20, No.3. -P.361-382.

94. Завольский Н.А., Запевалов В.Е., Моисеев М.А. О достижении высокого КПД релятивистского гиротрона//Изв. вузов. Радиофизика. -2001. -Т.44, №4. -С345-352.

95. Молоковский С .И., Сушков А. Д. Интенсивные электронные и ионные пучки. Л.: Энергия, 1972. -272 с.

96. Зинченко Н. С. Курс лекций по электронной оптике. Харьков: Изд. ХГУ, 1961. -364 с.

97. Братман B.JL, Гинзбург Н.С., Петелин М.И., Сморгонский А.В. Убитроны и скаттроны. // Релятивистская высокочастотная электроника. Горький: ИПФ АН СССР, 1979. -Вып. 1. -С.217-248.

98. Лыгин В.К., Мануйлов В.Н., Цимринг Ш.Е. О методах интегральных уравнений и вспомогательных зарядов в траекторном анализе интенсивных электронных пучков // Электронная техника. Сер.1. Электроника СВЧ. -1987. -Вып.7. -С.36-41.

99. Мануйлов В.Н., Цимринг Ш.Е. Траекторный анализ винтовых электронных пучков с учетом сил пространственного заряда. // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. -1977. -Вып.4. -С.67-73.

100. Мануйлов В.Н., Цимринг Ш.Е. Теория формирования сильноточных винтовых электронных пучков. // Гиротрон. Горький: ИПФ АН СССР, 1981. -С. 107-121.

101. Ергаков B.C., Моисеев М.А. Влияние разброса скоростей электронов на стартовый ток и коэффициент полезного действия гиротрона. // Гиротрон. Горький: ИПФ АН СССР, 1981. -С.53-61.

102. Мовшевич Б.З., Крыльцов М.Ю. Генератор высоковольтных импульсов с малой неравномерностью вершины//ПТЭ. -1986. -Вып.2. -С.128-132.

103. Копелович Е.А., Бондаренко В В. Источник питания термокатода // ПТЭ. -1990. -Вып.1. -С. 146-148.

104. Билько М.И., Томашевский А.К. Измерение мощности на СВЧ. -М.: Радио и связь, 1986. -166 с.

105. Efthimion P., Smith P.R., Schlesinger S.P. Broad spectral electromagnetic radiation calorimeter: Centimeters to microns // Rev. Scient. Instrum. -1976. -Vol.47, No.9. -P. 1059-1062.

106. Зеленцов В. И., Мыльников Г. В., Юшков Ю. Г. Калориметрический измеритель энергии мощных одиночных сверхвысокочастотных импульсов наносекундной длительности//ПТЭ. -1979. -Вып.З. -С.240.

107. Белоусов В.И., Зеленцов В.И., Офицеров М.М. и др. Высокочастотные измерения в релятивистской электронике. // Релятивистская высокочастотная электроника. Горький: ИПФ АН СССР, 1979. -Вып.1. -С.275-292.

108. Ковернистый Ю. К., Лазарева И. Ю., Раваев А. А. Материалы, поглощающие СВЧ излучение. М.: Наука, 1982. -168 с.

109. Авдошин Е.Г., Николаев JI.B., Платонов И.Н., Цимринг Ш.Е. Экспериментальное исследование скоростного разброса в винтовых электронных пучках // Изв. вузов. Радиофизика. -1973. -Т. 16, № 4. -С.605-612.

110. Lawson W., Cheng J., Calame J.P. et.al. High-power operation of a three-cavity X-band coaxial gyroklystron. // Phys. Rev. Lett. -1998, -Vol.81, No.4. -P.3030-3033.

111. Аликаев B.B., Денисов Г.Г., Запевалов B.E. и др. Гиротроны для УТС // Вакуумная СВЧ электроника". Сборник обзоров. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2002. -С.71-76.

112. Гинзбург Н.С., Кременцов В.И., Петелин М.И. и др. Экспериментальное исследование мазера на циклотронном резонансе с релятивистским сильноточным электронным пучком //ЖТФ. -1979. -Т.49, № 2. -С.378-385.

113. Gold S.H., Fliflet A.W., Manheiwer W.M. et.al. High peak power Ka band gyrotron oscillator experiments with slotted and unslotted cavities. // IEEE Trans. Plasma Sci. -1988. -Vol.16, No.2.-P. 142-148.

114. Moiseev M.A., Nemirovskaya L.L., Zapevalov V.E., Zavolsky N.A. Numerical simulation of mode interaction in 170 GHz/1 MW gyrotrons for ITER // Int.J.Infrared and Millimeter Waves, -1997. -Vol. 18,No. 11. -P.2117-2128.