автореферат диссертации по электронике, 05.27.02, диссертация на тему:Расчет и проектирование многолучевых пространственно-развитых резонансных систем СВЧ приборов клистронного типа и их гибридов

На правах рукописи

МИРОШНИЧЕНКО Алексей Юрьевич

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ МНОГОЛУЧЕВЫХ ПРОСТРАНСТВЕННО-РАЗВИТЫХ РЕЗОНАНСНЫХ СИСТЕМ СВЧ ПРИБОРОВ КЛИСТРОННОГО ТИПА И ИХ ГИБРИДОВ

Специальность 05.27.02 - Вакуумная и плазменная электроника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

11 НОЯ 2015

Саратов 2015

005564345

005564345

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

Научный консультант: Царев Владислав Алексеевич -

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Григорьев Андрей Дмитриевич -

доктор технических наук, профессор, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)», профессор кафедры радиотехнической электроники

Рыскин Никита Михайлович — доктор физико-математических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского», заведующий кафедрой нелинейной физики

Елизаров Андрей Альбертович -доктор технических наук, профессор, ФГАОУ ВПО Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», профессор кафедры радиоэлектроники и телекоммуникации

Ведущая организация: Акционерное общество

«Научно-производственное предприятие «Алмаз», г. Саратов

Защита состоится «24» декабря 2015 г. в 13:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.01 при ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, Саратовский государственный технический университет, корп. 1, ауд. 319.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» и на сайте www.sstu.ru.

Автореферат разослан « » октября 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Димитрюк А.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Совершенствование существующих и разработка новых приборов СВЧ с улучшенными массогабаритными и эксплуатационными параметрами всегда было и остается актуальной проблемой электроники. В последние годы во всем мире проявляется значительный интерес к разработке мощных электровакуумных приборов (ЭВГГ) СВЧ клистронного типа. К ним относятся многорезонаторные клистроны и их гибриды: клистроды (гибриды тетрода и клистрона), твистроны (гибриды клистрона и ЛБВ), твистроды (гибриды клистрода и ЛБВ), монотроны, а также клистроны распределенного взаимодействия (КРВ). ,

Для традиционных > мощных однолучевых конструкций приборов клистронного типа характерно высокое напряжение питания — порядка десятков киловольт, а также большие габариты и масса, что затрудняет их применение в бортовой и спутниковой аппаратуре. Наблюдаемый в последние годы переход к многолучевым конструкциям ЭВП СВЧ обеспечивает создание высокоэффективных приборов клистронного типа высокой и сверхвысокой мощности, работающих в режиме большой мощности и высокого КПД при пониженных рабочих напряжениях и уменьшенных габаритах и массе.

Основными направлениями развития приборов клистронного типа являются переход к многолучевым конструкциям преимущественно с многозазорными резонаторами с плотной упаковкой электронных лучей и использование пространственно-развитых резонаторов. Также наблюдается переход к многомодовому режиму и расширение полосы усиливаемых частот. Происходит поиск новых режимов усиления и генерации для исследуемых приборов, а также путей повышения предельных выходных параметров, в том числе выходной мощности'и КПД.

В последнее время находят широкое применение нетрадиционные схемы электродинамических систем (ЭДС) - пространственно-развитые электродинамические системы, в которых расстояние между каналами сравнимо с длиной волны, предназначенные для одновременного взаимодействия в рабочем режиме многолучевых потоков с СВЧ-полем на двух и более частотах, соответствующих противофазному и синфазному видам колебаний с заданным соотношением этих частот (многомодовый режим).

Особенно актуально. . применение нетрадиционных схем ЭДС в многолучевых клистронах и клистродах с использованием в их конструкции многомодовых однозазорных и двухзазорных секторных и «фрактальных» резонаторов, а также кластера из двух резонаторов, настроенных на кратные резонансные частоты. .,, ' ,

Новые перспективные в использовании СВЧ-приборы с пространственно-развитыми электродинамическими системами, работающие в многомодовом режиме, могут найти применение в информационных и телекоммуникационных системах, в системах промышленного нагрева с повышенной энергоэффективностью и энергосбережением, в радиолокации и ускорительной технике.

Однако трехмерный характер резонаторов, нелинейный режим взаимодействия, сложность физических процессов и многофакторность при оптимизации затрудняют проектирование пространственно-развитых электродинамических систем.

Актуальность настоящей работы в научном аспекте определяется тем, что недостаточно разработаны теоретические основы проектирования, а также не проведены экспериментальные исследования пространственно-развитых резонаторов, работающих в одномодовом и многомодовом режимах.

Актуальность работы в прикладном аспекте определяется тем, что разработка новых типов высокоэффективных приборов СВЧ клистронного типа требует новых конструктивных решений как прибора в целом, так и отдельных его узлов.

Цель работы — разработка научных основ расчета и методик измерения параметров и характеристик новых типов однозазорных и многозазорных пространственно-развитых резонансных систем для широкого класса многолучевых приборов СВЧ клистронного типа с учетом особенностей длинно- и коротковолновых диапазонов и уровня выходной мощности.

Достижение этой цели предусматривает решение следующих задач:

Сравнительный анализ конструкций и методов расчета электромагнитных полей в многоканальных пространственно-развитых электродинамических системах.

Построение приближенной теории, разработка аналитических методов анализа и синтеза, алгоритмов для расчета и оптимизации многоканальных пространственно-развитых электродинамических систем.

Проведение теоретических и экспериментальных исследований физических процессов в многоканальных электродинамических системах, выполненных на основе однозазорных, двухзазорных и пространственно-развитых резонаторов при их работе в одно- и многомодовом режимах взаимодействия. Исследование механизмов управления спектром электромагнитных колебаний и возможности синтеза многомодовых режимов с заданной кратностью резонансных частот.

Теоретическое обоснование влияния параметров многочастотных двухзазорных резонаторов и режима взаимодействия с многолучевым электронным потоком на выходные характеристики приборов.

Разработка методов анализа и синтеза миниатюрных многочастотных двухзазорных резонаторов с резонансными отрезками полоскового типа, перспективных для приборов с автоэмиссионными катодами, работающих в диапазонах X и Ки. Синтез микрополосковых резонаторов для получения требуемой кратности частот, поиск наилучших режимов взаимодействия, обеспечивающих высокую эффективность работы одновременно на двух модах.

Анализ возможности эффективного взаимодействия ВЧ электрических полей на разных модах колебаний в электродинамических системах, предназначенных для взаимодействия с пространственно-развитыми электронными потоками.

Проведение теоретических исследований и поиск параметров

многозазорных резонансных систем многолучевых монотронов, требуемых для многомодового режима взаимодействия.

Теоретическое и экспериментальное исследование двухзазорного резонатора многолучевого генератора с тормозящим полем (1411).

Методы исследования, их достоверность и обоснованность

Исследования выполнены с помощью численных методов, метода эквивалентных длинных линий, компьютерного моделирования, изготовленных экспериментальных макетов СВЧ-резонаторов. Достоверность полученных результатов подтверждена корректностью используемых математических моделей и выводов, согласованностью расчетных данных и данных экспериментов, выполненных с помощью современной аппаратуры.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

1. Впервые на основе применения комплекса программ расчета СВЧ-приборов клистронного типа, дополненных трехмерным анализом, найдены приближенные аналитические выражения, связывающие комплекс электронных и электродинамических параметров новых типов многоканальных резонаторов сложной формы с их геометрическими размерами и параметрами режима работы приборов (монотронов, ГТП, клистронов и клистродов).

2. Найдены критериальные показатели, позволяющие при решении задач оперативной оптимизации определять условия, наиболее выгодные с точки зрения комплекса электродинамических и массогабаритных параметров конструкции резонаторов и режимов их взаимодействия с электронным потоком в однозазорных и многозазорных резонаторах с бессеточными зазорами, и критерий выбора величины пространственного заряда для получения заданного электронного КПД:

- показатель эффективности резонатора, обеспечивающий достижение максимума полосы усиления однолучевых и многолучевых клистронов:

с°" 1367(Л/Я)2 +429(й/Д)-1,85 ' где р — характеристическое сопротивление; М — коэффициент взаимодействия; Ъ - высота резонатора; X - длина волны;

показатель эффективности обмена энергией между волнами пространственного заряда в многолучевом электронном потоке и полем резонатора многолучевого клистрона (МЛК):

1, = 7<(шях) + [7*(шх) - 0?" ~ !)2

где д* - относительная величина параметра пространственного заряда (д* = д/<7([11И), где <7 - величина пространственного заряда, = ы/а/ч = /(Ыа, уЬ), где уЪ - угол пролета по радиусу пучка; Ыа — коэффициент заполнения пролетного канала;ач =тр-Кр - приведенная плазменная частота; = ыч/сор;

ю = - плазменная частота (функция плотности заряда), где е - заряд

электрона; р0 - плотность заряда; т - масса электрона; е0 — диэлектрическая проницаемость вакуума)

Ч*=\\,9\ф,т-}Ъг+\)1 р„'/2,

где ри — микропервеанс.

3. Для решения задач оперативной оптимизации рассматриваемого класса СВЧ-приборов клистронного типа предложены новые математические модели и методики расчета азимутально неоднородных двухзазорных резонаторов исследуемых многолучевых приборов, с корректирующими поправками, уточненными по результатам экспериментальных опытов, позволяющие определить основные электронные и электродинамические параметры этих систем с погрешностью, не превышающей погрешность эксперимента. В частности, предложены основанные на методе эквивалентных длинных линий и уточненные по результатам эксперимента математические модели, которые позволяют оперативно и с достаточной для практики точностью определять на основном и высших видах колебаний резонансную частоту с погрешностью 1-2 %, характеристическое сопротивление' - 8-10 % и добротность - 10-12 % в диапазоне изменения влияющих факторов: 2 < 1вт/а <5; 1 < Ша < 2,5; 1,1 < Т\¡а < 2, где 1вт - длина втулки; а- радиус пролетного канала; Гр радиус втулки, с1- длина зазора взаимодействия.

4. Впервые теоретически и экспериментально (на физических моделях) исследованы многомодовые режимы ранее не исследованных многоканальных резонансных систем, при их одновременном возбуждении на основном и высших типах колебаний. В частности, исследован многоканальный двухзазорный цилиндрический резонатор Б-диапазона с возможностью обеспечения одновременного возбуждения и взаимодействия с многолучевым электронным потоком на трех кратных резонансных частотах основного ^ и двух высших (£2=2£\, Г3=ЗГ1) видов колебаний. Для этого диаметр резонатора £> и диаметр пролетной трубы Отр должны удовлетворять следующим приближенным условиям:

£а2. а2£(1+4Иу% о,3; 0,35^<0,53, Л * А, дД 3 ) Х„

где N-число лучей; X] - длина волны вида Е0ю; - электронная длина волны на первом виде колебаний, =(У(/с) X,, где У0 • скорость электронного потока; с - скорость света.

5. Впервые показана возможность синтеза двухзазорных систем «древовидного типа» с кратными резонансными частотами, соответствующими противофазному и синфазному видам колебаний. Определена степень неоднородности продольной составляющей ВЧ-поля вдоль оси пространства взаимодействия и найдены условия, при которых в многозазорных резонаторах можно реализовать заданную картину поля.

6. Впервые показана возможность создания для использования в приборах СВЧ с автоэмиссионными катодами миниатюрных двухзазорных резонаторов, выполненных на основе полосковой линии с подвешенной керамической подложкой, в которых могут быть реализованы режимы возбуждения и

взаимодействия с многолучевым потоком с заданной кратностью. Предложены новые конструкции таких резонаторов для случая двухмодового возбуждения в X и Ки- диапазонах. В частности, предложен миниатюрный двухзазорный полосковый резонатор X, Ки- диапазонов, рассчитанный на работу в вакуумных интегральных схемах СВЧ на среднюю мощность 50-300 Вт, в котором могут быть реализованы режимы возбуждения с кратностью К=2 для полуволновой конструкции и с кратностью К=3 для четвертьволновой конструкции, соответствующие синфазному и противофазному видам колебаний. Это достигается выбором следующих параметров резонатора: «10, где / —

длина полоскового проводника; £> — диаметр резонатора; £г - относительная диэлектрическая проницаемость.

7. Предложена не имеющая аналога в мировой практике конструкция гибридного многолучевого СВЧ-прибора - клистрода Ь- диапазона (патент РФ №2084042) с двумя двухзазорными резонаторами, которая обеспечивает в диапазоне 430-950 МГц высокое характеристическое сопротивление резонансной системы (300 Ом), что позволяет реализовать без дополнительного пассивного резонатора полосу усиления телевизионного клистрода около 8-10 МГц и допускает его работу в непрерывном режиме при уровнях выходной мощности до 15 кВт при воздушном охлаждении прибора.

8. Предложен разделенный на вакуумную и невакуумную части диэлектрической оболочкой двухзазорный резонатор древовидной структуры Ь-диапазона (патент РФ №2077828), с увеличенным характеристическим сопротивлением, который позволяет осуществить работу в широком диапазоне частот (20-30 %), обеспечивает однородное распределение продольной составляющей ВЧ электрического поля в пролетных каналах.

9. Предложена новая конструкция многолучевого монотрона 8- диапазона с четырехзазорным резонатором (патент РФ № 2474914), которая позволила получить электронный КПД около 60 %, близкий по значению к КПД многорезонаторных клистронов, при меньших массогабаритных параметрах и более простой конструкции. При этом требуемый по КПД режим достигается при следующих значениях амплитуды напряженностей электрического поля в соответствующих высокочастотных зазорах и отношении амплитуды высокочастотного напряжения в выходном зазоре к ускоряющему напряжению:

£¿¡1 = 0 22; -^- = 0,6; -^. = 0,89; = 1.0: ^-¿1,5-5-2, Ет Ет Ем Ет и0

где Ей,,! - максимальная амплитуда напряженности электрического поля во

входном зазоре объемного резонатора; Е^. Еппз - максимальные амплитуды

напряженностей электрического поля в промежуточных зазорах объемного

резонатора; Е^ - максимальная амплитуда напряженности электрического

поля в выходном зазоре объемного резонатора; Ет - максимальная амплитуда

напряженности электрического поля в объемном резонаторе; ит4 - амплитуда

высокочастотного напряжения в выходном зазоре; и0 - ускоряющее

напряжение.

10. Предложена конструкция миниатюрного высокоэффективного СВЧ-генератора тормозящего поля Ки- диапазона длин волн с автоэмиссионным матричным катодом (патент РФ № 2457572); проведено сравнение результатов экспериментальных исследований отражательного клистрона и генератора с тормозящим полем на двухзазорном резонаторе. Показано, что в схеме с ГТП электронный КПД может достигать 30 %.

Практическая значимость и реализация результатов работы

Полученные методики, теоретические и экспериментальные результаты могут быть непосредственно использованы при проектировании многолучевых приборов клистронного типа.

Получены рекомендации для выбора оптимальных параметров однозазорных и двухзазорных многолучевых резонаторов, многоконтурных резонансных систем, работающих в одномодовом и многомодовом режимах. Разработаны практические рекомендации по способам настройки резонансных систем.

Разработаны рекомендации для создания новых высокоэффективных конструктивных схем многолучевых клистродов - умножителей частоты.

Получены рекомендации для выбора оптимальных параметров многозазорных резонаторов многолучевых монотронов с трех- и четырехзазорными резонаторами.

На основе предложенных новых резонансных систем с подвешенной керамической подложкой и резонансными отрезками микрополосковых линий могут быть созданы новые типы многолучевых малогабаритных генераторов, перспективные для работы в коротковолновой части СВЧ-диапазона.

Результаты работы могут найти применение в различных информационных и телекоммуникационных системах, в телевизионных передатчиках, в специальных системах связи и радиолокации, в устройствах промышленного СВЧ-нагрева, в двухрежимных бытовых СВЧ-печах, в космических системах, в ускорительной технике.

Результаты конструкторской разработки и исследований гибридного многолучевого СВЧ-прибора - клистрода с двумя двухзазорными резонаторами, соответствующие всем отличительным признакам патента РФ №2084042 и патента РФ №2077828, могут стать основой для создания серийных приборов с электронным КПД в нагрузку (около 90 %) при выходной непрерывной мощности около 10 кВт.

Результаты диссертационной работы внедрены на предприятиях: АО «НПП «Алмаз», АО «НПП «Контакт».

Результаты работы внедрены в учебный процесс на кафедре «Электронные приборы и устройства» СГТУ имени Гагарина Ю.А. при чтении лекций и проведении лабораторных работ по курсам «Физические основы электроники», «Мощные типы электровакуумных приборов СВЧ», при подготовке выпускных квалификационных работ по направлению 11.03.04 «Электроника и наноэлектроника». •

Основные положения, выносимые на защиту

1. Разработанные научные основы расчета и проектирования пространственно-развитых многозазорных резонаторных систем, основанные на последовательном применении моделей с возрастающей степенью сложности (модели, основанные на эквивалентных сосредоточенных параметрах, эквивалентной длинной линии, полевых моделях), позволяют оперативно определять оптимальный комплекс электронных, электродинамических и массогабаритных параметров этих систем в разных частотных диапазонах, а также давать объективную оценку выходных параметров СВЧ-приборов с такими системами.

2. Найденные на основе теории подобия показатели эффективности, включающие в себя комплекс геометрических, электронных и электродинамических параметров резонаторных систем, позволяют выбрать конструкции этих систем и режимы их работы в СВЧ-приборах кпистронного типа, при которых обеспечивается наивысшая эффективность взаимодействия с однолучевыми и многолучевыми электронными потоками при наименьших массе и габаритах.

3. Предложенные конструкции пространственно-развитых объемных многозазорных резонаторов, предназначенные для применения в многолучевых клистронах и их гибридах Ь, Б, С, X, Ки- диапазонов, имеют меньшие габариты, чем известные кольцевые однозазорные резонаторы и резонаторы на высших типах колебаний, и отличаются от них повышенным в 2-2,5 раза характеристическим сопротивлением, что позволяет увеличить в 1,5-2 раза значения показателей эффективности этих приборов.

4. В миниатюрных двухзазорных полосковых резонаторах X, Ки-диапазонов, рассчитанных на работу в вакуумных интегральных схемах СВЧ со средней выходной мощностью 50-300 Вт, могут быть реализованы режимы возбуждения основной и высших мод с кратностью К=2 для полуволновой конструкции и с кратностью К=3 для четвертьволновой конструкции, обеспечивающие повышение электронного КПД, малые габариты и планарную технологию изготовления.

Апробация работы

Результаты по теме диссертации получены в ходе выполнения следующих научно-исследовательских программ Министерства образования и науки РФ:

1. Грант в рамках реализации федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на тему: «Исследование физических процессов в мощных многолучевых СВЧ электровакуумных приборах с электродинамическими системами, выполненными на основе многомодовых резонаторов». Соглашение № 14.В37.21.0909,2012-2013 гг.

2. Грант в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности на тему: «Исследование возможности создания новых типов наноструктурных вакуумных микроволновых интегральных схем с матричными автоэлектронными катодами и миниатюрными резонансными системами, выполненными на основе печатных плат». Государственная регистрация № 114120470015, 2014-2015 гг.

Основные результаты, изложенные в работе, докладывались и обсуждались на: Международных конференциях по вакуумной электронике (США, Италия,

Индия IVEC-2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013); Международных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы электронного приборостроения» (Саратов, 1998, 2004, 2006, 2008,. 2010, 2012, 2014); 1-й Поволжской научно-исследовательской конференции «Научно-исследовательские разработки и высокие технологии, двойного применения» (Самара, 1995); Международной конференции «IEEE Saratov-Penza Chapter» (Саратов, 2003); научно-технических конференциях «Электроника и вакуумная техника: приборы и устройства, технология» (Саратов, 2007, 2009); XIV Международной зимней школе-семинаре по электронике сверхвысоких частот и радиофизике (Саратов, 2009); Международных научно- технических конференциях «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (Украина, Севастополь, 2003, 2009, 2011); Всероссийской научно-технической конференции «Электроника и микроэлектроника СВЧ» (Санкт-Петербург, 2013).

Публикации

Результаты диссертационной работы опубликованы в 47 печатных трудах, из них 12 в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ, 5 патентов на изобретение, 24 в единой реферативной базе данных Scopus.

Струюура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы. Её объем 293 страницы, включая 234 рисунка, 25 таблиц, 116 наименований цитируемых источников.

Личный вклад автора.

Заключается в выборе цели исследований и постановке задач, участии в проведении теоретических и экспериментальных исследований. Представленные научные результаты исследований получены автором лично и совместно с соавторами научных статей и научно- технических отчетов.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается общая характеристика работы: обосновывается актуальность проведённых исследований, сформулирована цель работы, определены её научная новизна, практическая значимость и реализация результатов, дано краткое изложение работы, приводятся основные положения, выносимые на защиту, и сведения об апробации работы.

Первая глава посвящена анализу современного уровня развития в России и за рубежом теоретических и экспериментальных исследований одно- и многозазорных, резонаторных систем и их применению в мощных ЭВП клистронного типа и их гибридах, проанализированы конструктивные аспекты разработки, перспективы дальнейшего их развития. Показано, что выходные параметры приборов клистронного типа существенно зависят от конструкции и параметров резонаторных систем.

Проанализированы основные конструкции резонансных систем для осуществления режима несинусоидальной модуляции. Отмечено, что для уменьшения размеров несинусоидального группирователя клистрона перспективно использование двухзазорных цилиндрических резонаторов, где основным видом является противофазный вид колебаний, а вторая гармоника -высший синфазный вид колебаний £010, который раньше считался нерабочим,

паразитным. Также отмечается, что более эффективное группирование можно получить при построении нелинейного группирователя, состоящего из одного резонатора, настроенного на три кратные резонансные частоты, вместо трех отдельных гармонических резонаторов. Проанализированы конструкции механизмов независимой настройки такого типа резонаторов на кратные резонансные частоты.

Обзор литературы показывает, что по аналогии с однолучевыми приборами перспективно применение многолучевых усилительных клистронов с многоканальными резонаторами, в которых основной и первый высший виды колебаний настроены на кратные резонансные частоты.

Отмечено, что в мощных многолучевых приборах (клистронах, клистродах) с несколькими электронными пучками в основном находят применение однозазорные тороидальные клистронные резонаторы с упаковкой пролетных каналов в единой пролетной трубе. Близкое расположение отдельных каналов для мощных широкополосных приборов приводит к необходимости обеспечения высокой плотности тока, снимаемого с катодов (30...40 А/см 2 в импульсном и 10 А/см2 в непрерывном режимах), что ограничивает в некоторых случаях возможность применения резонаторов с плотной упаковкой и снижает долговечность катода.

Рассмотрены основные конструкции электродинамических систем для однолучевых и многолучевых монотронов. В настоящее время исследованы в основном только конструкции многолучевых монотронов с однозазорной и двухзазорной ЭДС и неоднородным полем в пространстве взаимодействия. Показано, что для дальнейшего увеличения выходной мощности и повышения электронного КПД в многолучевых монотронах следует использовать многозазорную ЭДС, состоящую из 3-4 зазоров.

Оценены возможности применения в объемных резонаторах для приборов клистронного типа резонансных отрезков полосковых линий. Одним из возможных путей повышения добротности подобных колебательных систем является переход к резонаторам, выполненным на основе высокодобротной линии с подвешенной керамической подложкой.

Показано, что для мощных приборов СВЧ требуется разработка многоконтурных резонансных систем с пролетными втулками, разнесенными друг относительно друга на расстояния, сравнимые с длиной волны, переход к пространственно-развитым резонаторам и к так называемым «фрактальным» резонаторам.

Применение численных методов для расчета таких резонансных систем затруднено из-за сложной формы и отсутствия аксиальной симметрии. Экспериментально эти резонаторы, из-за новизны, также не исследованы.

Отсутствуют также рекомендации по выбору оптимальных конструкций резонаторов и режимов работы СВЧ-приборов с отражением электронного потока с автоэмиссионными катодами. Не исследованы режимы работы таких генераторов, обеспечивающие получение повышенной выходной мощности и электронного КПД.

Проанализированы существующие методы проектирования, компьютерного моделирования и расчета многозазорных пространственно-развитых

электродинамических систем. По результатам проведенного анализа сформулированы цель и задачи настоящей диссертационной работы.

Вторая глава посвящена нахождению приближенных аналитических выражений, связывающих комплекс электронных и электродинамических параметров новых типов многоканальных резонаторов сложной формы с их геометрическими размерами и параметрами режима работы приборов.

Широко известные приближенные формулы расчета тороидальных резонаторов, используемые, например, в микроволновых приборах клистронного типа, не обеспечивают в ряде случаев требуемой точности.

Для сравнения различных типов резонаторов необходимо иметь эталонный критерий подобия. Было получено выражение для нелинейного показателя качества резонатора ПС11У:

(1)

492,7-й

где А - нормированная величина высоты резонатора, И = И/Л.

Этот показатель можно использовать для сравнения по величине характеристического сопротивления разных типов резонаторов, например,

Результаты расчетов Псау в зависимости от отношения с1/И (с{- длина зазора), полученные с помощью 20 моделирования, с учетом нормировки текущих значений характеристического сопротивления можно представить в виде одной обобщенной кривой (рисунок 1).

Проведено сравнение результатов расчетов по приближенным формулам с данными строгих численных расчетов. Получено приближенное аналитическое выражение для характеристического сопротивления резонатора, которое имеет следующий вид:

¿>* = 188,5(0,1402& • (А / Д + 8п / Д)2'11 ехр(1,473 - 3,914 • с// А) +

-2 -з , (2)

+ 2,614А)(1 -1,2145Ь + 26,14А - 68,47А )

где Д - нормированное значение радиуса резонатора, Л = Л / Я; п -

нормированное значение втулки резонатора, п =г\ / Л; •<! - нормированное

значение длины зазора, ■ с! = <1 / Я.

Погрешность расчета характеристического сопротивления не превышает 2 %. В итоге получен нелинейный показатель качества резонатора П"^:

П* =-_ р _

"" 1367А2 +429А -1,85

однозазорных и двухзазорных.

Г N

1

о 0.2 0.4 о.б а.а ¿/И Рисунок 1

или с учетом эффективного характеристического сопротивления:

п- =__

™v 1367Л2 + 429А -1,85 ' который можно использовать в качестве критерия для сравнения по величине характеристического сопротивления разных конструкций резонаторов.

Используя метод нелинейного подобия, была найдена обобщенная зависимость поведения электронного КПД (r¡e) от параметра пространственного заряда пучка (q).

Установлена общая закономерность поведения электронного КПД клистрона в зависимости от параметров пространственного заряда, которая описывается одним универсальным уравнением, имеющим простой вид уравнения окружности (рисунок 2).

Это уравнение можно представить в следующем виде:

(y-yo)2+(x-x0)2=R2, ^ (4) где у = Т)'е=Г]е/ ^(тах), Уо = min) . х = д =ql9(тах), х0 = (?е(тах) = 1, R = 77е(тах).

Решая это уравнение, получим выражение для КПД:

Пе = Л.фшАч'^ + ковах) ~<А -l)']2 [■ (5)

l't,

л. в* >♦

0.8

0.6

0.4

0.2

■X

1 ! \ R

■ \

\ 0

♦ 0.2 0.4 0.6 0.8 * * 1

9 стш ) Ч <тах)

Рисунок 2 - Зависимость относительного электронного КПД клистрона от относительного параметра пространственного заряда

Определена относительная величина параметра пространственного заряда:

д = (0,05-}Ь2 +0,372)/р^2. В окончательном виде уравнение для электронного КПД примет вид:

= 0,92 ■ {о,074 + [о,8464 - (д" -I)2 ]'2}. (6)

Результаты расчета электронного КПД от первеанса по формуле (6) приведены на рисунке 3. Рисунок 3 - Результаты моделирования электронного КПД от микропервеанса для различных значений угла пролета уЬ:

(-)-уй= 0,2, 6/а=0,8;

(- - )- уЬ= 0,8, Ыа=0,8;

(----) - результаты,

полученные Я. в. вутом1; ( » » » о «.) _ экспериментальные результаты

1 Symons, R.S. Scaling laws and power limits for klystrons // Technical Digest. IEDM. -1986. - P. 156-159.

13

Рассчитанные значения хорошо описывают поведение кривой г]е = {(р^) как в области предельно малых первеансов, так и в области высоких значений первеансов (р^>5).

Полученное уравнение (6) позволяет достоверно (по сравнению с известными эмпирически полученными оценками) предсказывать КПД клистронов при разных коэффициентах заполнения и радиусах пучка с учетом всех особенностей нелинейного поведения КПД от микропервеанса.

Определены оптимальные параметры режима несинусоидальной скоростной модуляции в многолучевом клистроне (МЛК) с однозазорными двухмодовыми резонаторами.

Объектом исследования являлся пятирезонаторный МЛК, в резонаторную систему которого включен ступенчато-неоднородный однозазорный резонатор, возбуждаемый одновременно на двух модах колебаний (¡=1,2), соответствующих основному (Е0ю) и высшему (Е0го) видам колебаний с кратными рабочими частотами (2450 и 4900 МГц) (рисунок 4).

Рисунок 4 - Конструкция однозазорного двухмодового резонатора

Расчет электронных и электродинамических параметров резонатора для двухмодового режима проводился с помощью ЗБ моделирования. В таблице 1 представлены результаты расчета параметров (ве/йо — относительная активная составляющая электронной проводимости, СЬ - собственная добротность резонатора). На рисунке 5 показана зависимость электронных параметров от величины ускоряющего напряжения для двух видов колебаний.

Таблица 1

\

\ Г."

г,«

—

.....

—

а.ю. / <

/

Параметры Вид 1(Е0ю) Вид 2(Е02о)

МГц 2452 4904

р, Ом 51,2 31,9

М 0,8 0,625

Ое/О0 0,192 0,09

Оо 3811 6220

Рисунок 5 - Зависимость электронных параметров от величины ускоряющего напряжения для двух видов колебаний в однозазорном двухмодовом резонаторе

Результаты расчета с помощью 20 моделирования одномодового резонатора показывают максимальный электронный КПД 57 %. Замена третьего резонатора в клистроне на двухмодовый приводит к увеличению примерно в 1,3 раза амплитуды первой гармоники конвекционного тока. При этом электронный КПД увеличивается до 72 %. В приборе возможно получение двух рабочих полос усиления, путем замены всех двухзазорных резонаторов на двухчастотные и соответствующей их настройки.

В третьей главе представлены результаты аналитического расчета и оптимизации параметров многоканальных двухзазорных резонаторов.

Разработаны приближенные математические модели для расчета основных электродинамических параметров азимутально-неоднородных двухзазорных бессеточных резонаторов, основанные на методе эквивалентных длинных линий и уточненные по результатам эксперимента, которые позволяют оперативно и с достаточной для практики точностью определять на основном и высшем видах колебаний резонансную частоту с погрешностью 1-2 %, характеристическое сопротивление - 8-10 %.

Исследовался двухзазорный резонатор с возбуждением на противофазном виде колебаний. Конструктивная схема с указанием основных размеров резонатора показана на рисунке 6.

Резонансная частота резонатора а>о рассчитана из условия равенства реактивных проводимостей Вс и отрезка полосковой линии, закороченной на одном конце и нагруженной на емкость двойного зазора на другом конце:

I

7

В(ео) = Вс + Вь = соС0

Ъ™

= 0,

(7)

Рисунок 6 -Конструкция двухзазорного резонатора

где Со ~ сосредоточенная ёмкость на конце линии (емкость двойного зазора); / -длина полосковой линии, образованной боковыми крышками и центральным проводником; с - фазовая скорость волны типа ТЕМ в линии, равная, в случае вакуумного наполнения, скорости света; 20 - волновое сопротивление полосковой линии.

Разработан аналитический метод расчета эквивалентной емкости двойного бессеточного зазора. Для двухзазорного резонатора (л^ = 2) в случае несимметричных зазоров *с12) полная емкость зазора С0 равна сумме двух торцевых емкостей С/, С? и боковой емкости Св со втулки на корпус резонатора: С0=С1+С2+Сб.

Торцевые емкости С/=Сг определялись следующим образом:

-Ц + Го,

г

3,6(4/а) '

где уо - коэффициент, учитывающий уменьшение бессеточного зазора по сравнению с сеточным.

Коэффициент уо в диапазоне отношений сЧа = 0,4 н-2 приближенным аналитическим соотношениям:

(8)

торцевой емкости

вычислялся по

Уо^гК;, (9)

где Кг = -0,31(а/г,)2 — 0,01(<аг/г,) + 0,982;

К1 = 0,0714(<//о)5 -0,484(а/а)* + 1,33(е?/а)3 -2,03(^/а)2 +1,97(<//а).

Боковая емкость Се рассчитывалась как емкость отрезка коаксиальной линии, образованной втулкой с длиной 1вт с внешним радиусом г, на стержне радиусом тст и корпусом резонатора с радиусом Л;

(10)

Проверка правильности этих приближенных формул должна быть поддержана надежными экспериментальными данными или строгими электродинамическими расчетами.

Далее эквивалентная емкость двойного бессеточного зазора была определена с помощью метода планируемого эксперимента. Методика построения приближенной математической модели в этом случае сводилась к определению опорной аналитической функции и последующей аппроксимации невязки между экспериментальными и расчетными данными с помощью метода планируемого эксперимента. С этой целью был изготовлен специальный разборный макет резонатора, позволяющий путем механической перестройки изменять соотношения между его основными геометрическими размерами.

В качестве опорной аналитической функции, описывающей емкость С/, была выбрана функция, описывающая емкость Сю между двумя коаксиальными круговыми кольцами:

,^- + 4^1-0,03^

1-0,08|^

(П)

Полная емкость двойного зазора См (опорная функция) при этом определялась по уравнению: С2о=2Сю+Сб. (12)

Для невязки между экспериментальными и расчетными данными с помощью метода планируемого эксперимента было получено выражение: У— В3¡X]+В 2X2 В4Х,Х2 ^ ^ В(^С2Х3+В -X] -\~BgX2 +В9Х%, где В0 = 0,8704; В, = -0,2358; В2 = 0,2913; В3 = -0,2451-Ю"2; В4 = -0,02331; В5 = -0,02976; В6 = 0,9675-Ю"2; В7 = 0,09497; В8 = 0,3298-Ю"2; В9 = -0,6195-Ю"3. Окончательно величина емкости рассчитывалась по формуле:

С20-У, (13)

Для исследуемой конструкции двухзазорного резонатора была разработана методика экспериментального определения характеристического сопротивления. Приведена уточненная формула для расчета характеристического сопротивления многолучевого резонатора, позволяющая рассчитывать р при произвольных возмущениях:

ч 2- —-10"3

о=1*2Т^<+2пЧ /о -

/о

где коэффициент <¡¡=0,092(1 учитывает провисание поля в канал.

Результаты расчетов и измерений для одной точки плана, соответствующей параметрам 1вт/а=2,33, г1/а=2,44, показаны на рисунках 7, 8.

1,МГц

Рисунок 7 - Зависимость частоты от относительной длины зазора: сплошная -экспериментальная зависимость; пунктирная -расчет с помощью программы ЗО моделирования; штрихпунктирная — аналитическая зависимость

Рисунок 8 - Зависимость характеристического сопротивления от относительной длины зазора: сплошная -

экспериментальная зависимость; пунктирная - расчет с помощью программы ЗО моделирования; штрихпунктирная -аналитическая зависимость Анализ полученных результатов показывает, что погрешность определения резонансной частоты с учетом формулы с корректирующим полиномом У меньше 1 % в диапазоне изменения влияющих факторов: 2 <1т1а< 5; 1<й?/а<2,5; 1,1<г,/а<2. Погрешность определения характеристического сопротивления по формуле (14) не превышает 5 % в диапазоне изменения влияющих факторов.

В работе с использованием программы ЗБ моделирования был также осуществлен синтез многоканального двухзазорного цилиндрического резонатора Б-диапазона с возможностью обеспечения одновременного возбуждения и взаимодействия с многолучевым электронным потоком на трех кратных резонансных частотах основного ^ и двух высших ^=2^, fз=3fl) видов колебаний. На рисунках 9-11 представлены картины полей и распределения напряженности поля в таком резонаторе для разных видов колебаний.

Рисунок 9 - Картина поля

в многолучевом двухзазорном резонаторе на виде ТЕМ

Рисунок 10 - Картина электрического поля в многолучевом двухзазорном резонаторе на виде Еою

Рисунок 11 - Картина поля

в многолучевом двухзазорном резонаторе на виде Е0го

При предварительных расчетах в качестве начального приближения выбора диаметра резонатора £> и диаметра пролетной трубы использовались следующие приближенные условия:

для

^то

А»

2а : Л,

1 +

4(^-1)

3

<0,3.

(15)

I) ^ 3 ^ тр

Длина втулки I определялась из условия получения максимальной эффективности взаимодействия М/, М2, М3 одновременно на трех видах

колебаний (рисунок 12) 0,35 < — <0,53.

Л2'

■ ахг

Рисунок 12 - Зависимость коэффициентов эффективности взаимодействия от относительной длины втулки

Настройка на частоту /з=5//

Длина зазора (I определялась из условия нахождения угла пролета двойного зазора 02 в зоне положительных значений отрицательной электронной проводимости Резонансная длина волны противофазного вида (Я/=2Я3) подбиралась путем изменения волнового сопротивления 20 полосковой линии, образованной стержнем и боковыми крышками, согласно приближенному выражению:

7 МН ,

л

(16)

где С0- емкость двойного зазора, пФ. на частоту /з=-*// (противофазный вид) осуществлялась изменением высоты резонатора И, исходя из ориентировочного соотношения И<0,6Б.

Далее размеры

резонаторов, определенные приближенными расчетами, корректировались с помощью программы ЗБ моделирования. В результате проведенных строгих численных расчетов были найдены форма и положение элемента перестройки, при которых обеспечивается подстройка на три кратные резонансные частоты (рисунок 13). При перемещении ребра

перестройки наиболее сильно возмущается противофазный вид, соответствующий

третьему виду колебаний.

Дчин» псрсыешснн« и перестройки "Ь

Рисунок 13 - Настройка двухзазорного резонатора

на кратные резонансные частоты при разных толщинах ребра (1=1 мм -(_) 1=2 мм- (......))

В работе было проведено исследование многолучевого двухзазорного резонатора Ь-диапазона секторного типа, отдельные контуры которого связаны между собой кольцевой полосковой линией, предназначенной для обеспечения многофазное™ колебательных процессов в блоке, а также для создания гладкой фильтровой характеристики (рисунки 14-16).

Рисунок 14 - Рисунок 15 - Электрическая схема Рисунок 16-

Шестилучевая резонаторного блока Экспериментальный макет

резонаторная система резонаторной системы

секторного типа

При разделении потока на п отдельных лучей первеанс многолучевого потока увеличивается в п раз, что позволяет создавать малогабаритные низковольтные приборы с высокой эффективностью взаимодействия и широкой полосой пропускания.

Была построена эквивалентная электрическая схема резонатора (рисунок

15).

Волновое сопротивление рассчитывалось по формуле симметричной полосковой линии, образованной боковыми крышками и стержнем с втулкой:

'1,26 н\

X» = 601п

¿ш )

(17)

где с1ст. - диаметр стержня; Н-высота резонатора.

Суммарная эквивалентная емкость резонатора определялась как удвоенная сумма торцевой емкости Ст и боковой Сб-

Резонансная длина волны Я0 находилась из уравнения:

5,31Л„

= 0.

(18)

Эквивалентная индуктивность одиночной ячейки определялась следующим образом:

£„= ,1 , . (19)

Исходя из условия возбуждения тс-вида колебаний, было рассчитано характеристическое сопротивление резонатора:

8гох2 ^ (.х2 +\]ага%х + х '

1

где х -

(вс.ю г„

В результате расчетов получены следующие результаты: резонансная частота ^=1258,34 МГц, характеристическое сопротивление р0=364,01 Ом,

собственная добротность резонатора Qo:

Эгаер» .......ч м. П VI

/У \ г Расч.

/;ггд

=565,68.

Далее были экспериментальные резонаторного блока, эксперимента

проведены исследования В процессе исследовалось

поведение резонансной кривои в случае соединения двух контуров резонансного блока при помощи полосковой линии и осуществлено сравнение с данными,

получившимися при использовании программы расчета фильтров «Filter Solutions» (рисунок 17). Как выяснилось, абсолютная

погрешность, в данном случае, составляет 4 %, что свидетельствует

1.0 1,1 1,2 1,3

Рисунок 17 - Резонансные кривые, полученные экспериментально и расчетным путем для двух резонансных ячеек, соединенных полосковой линией

о достаточно точном выборе математического аппарата для расчета подобных резонансных систем.

В четвертой главе представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований многочастотных двухзазорных резонаторов с резонансными отрезками полосковых линий.

Предложена новая конструкция двухзазорного резонатора диапазона с полосковыми проводниками, расположенными на подвешенной керамической подложке (рисунок 18). Двухзазорный резонатор состоит из цилиндрического корпуса 1, центральной втулки 2 с пролетными каналами для прохождения электронного потока 3, которая закреплена на диэлектрической подложке 4. Центральная втулка 2 электрически соединена с корпусом резонатора 1 посредством спиральных полосковых проводников 5, расположенных на диэлектрической подложке 4 с обеих сторон и образующих симметричную полосковую резонансную линию.

В результате проведенных численных расчетов были найдены параметры конструкции полуволнового резонатора, позволяющие осуществить одновременное возбуждение на кратных длинах волн (противофазный вид колебаний - синфазный вид колебаний - f2) (рисунок 19).

Рисунок 18 - Конструкция многоканального двухзазорного полуволнового резонатора с подвешенной керамической подложкой

т, ггц

Рисунок 19 - Расчетные зависимости частот противофазного ^ (сплошная линия) и синфазного Г2/2 (пунктирная линия) видов колебаний, при разных значениях

отношения длины зазора к радиусу пролетного канала с!/а, от угла поворота спирального проводника а

Показано, что при изменении длины спирального полоскового элемента (угла а) частота противофазного вида колебаний меняется практически независимо от синфазного, обеспечивая желаемую настройку частот резонатора, что позволяет создавать резонансные системы, работающие в двухмодовом режиме.

Проведены экспериментальные исследования макета резонатора с полуволновыми резонансными

отрезками различной длины (рисунок 20).

На рисунке 21 представлены теоретические (сплошная линия) и экспериментальные (пунктирная

линия) зависимости отношения частот синфазного и противофазного видов колебаний исследуемого резонатора при различных относительных длинах зазора с!/а от угла поворота спирального проводника а.

Экспериментальные исследования подтверждают возможность настройки

резонансной частоты резонатора путем изменения длины полоскового проводника, причем показано, что возможно настроить исследуемый

резонатор на кратность частот между видами колебаний, равную 2.

Рисунок 20 - Макет многоканального двухзазорного полуволнового резонатора

Рисунок 21

Для микроволновых приборов клистронного типа, работающих в X и Ки-диапазонах, предложена новая конструкция миниатюрных многолучевых двухзазорных резонаторов с подвешенной керамической подложкой и резонансными отрезками полосковых линий (рисунок 22).

А

а) б)

Рисунок 22 - Конструкция двухзазорного резонатора с четвертьволновым (а) и полуволновым (б) резонансными отрезками: 1 - корпус резонатора; 2 - центральная втулка; 3 - пролетный канал; 4 - диэлектрическая подложка; 5 - полосковый проводник;

6 - боковые крышки резонатора

В результате проведенных численных расчетов были найдены параметры конструкций четвертьволнового (рисунок 23,а) и полуволнового (рисунок 23, б) резонаторов, позволяющих осуществить одновременное возбуждение на кратных длинах волн (противофазный вид колебаний — Л\, синфазный вид колебаний — Л2).

Рисунок 23 - а - зависимость нормированной длины волны синфазного вида колебаний от относительной диэлектрической проницаемости; б - зависимость нормированной длины

волны противофазного вида колебаний от параметра (/-длина полоскового

проводника; £>-диаметр резонатора; Ег-относительная диэлектрическая проницаемость)

Установлено, что относительная длина волны низшего синфазного вида колебаний определяется в основном диаметром резонатора и слабо зависит от длины I полоскового проводника и его ширины. Частота низшего противофазного вида колебаний полуволнового резонатора определяется в основном длиной / полосковых элементов и величиной диэлектрической проницаемости подложки.

к.

/и-Л

На рисунке 24 приведены зависимости кратности частот

Кт=Хх1(т-Хт) от

относительной длины волны X =т-Лт/Э, где т=1,2,3 - коэффициент кратности частот, Хт -длина волны

соответствующего вида колебаний.

Результаты расчета эффективности взаимодействия электронов с ВЧ-полями исследуемого двухзазорного резонатора, проведенного при постоянстве следующих параметров: ¿Иа = 1, Ыа = 4, (М+Ь)/а = 6, микропервеансе одного луча 0,3 мкА/Взд, показаны на рисунке 25.

Показано, что для реализации высо-

коэффективного двух-модового режима

взаимодействия с

кратными частотами (К = 2), В автогенера- Рисунок 25

торных приборах необходимо так выбирать статический угол пролета Э0, чтобы величины относительной активной шунтирующей электронной проводимости Се/С0 имели бы максимальные отрицательные значения, а коэффициенты взаимодействия М были не малы, как на противофазном, так и на синфазном видах.

Проведено также исследование двухзазорного многоканального резонатора, выполненного на основе полосковой линии с подвешенной керамической

подложкой с асимметричной полосковой линией. Конструкция этого резонатора приведена на рисунке 26.

а) б)

Особенностью конструкции является

Рисунок 26 - Конструкция двухзазорного полоскового резонатора с подвешенной керамической подложкой (а) и вид асимметричной полосковой линии (б): 1 - корпус; 2 - центральная втулка; 3 - диэлектрическая подложка; 4 - полосковая линия; 5 - пролетные каналы

то, что длина полосковых проводников различна с разных сторон диэлектрической подложки (рисунок 26,6), что можно определить через угол а= аг а2.

На рисунке 27 представлен график зависимостей

относительной длины волны противофазного и синфазного видов колебаний резонатора от угла а между спиральными полосковыми проводниками.

При разности углов между спиральными полосковыми

проводниками с разной стороны подложки около 20° (при е=10) и 60° (при 8=6,15) наблюдается кратность частот противофазного и синфазного видов колебаний.

Показано, что, изменяя длину полоскового проводника относительно противоположного, расположенного с другой

Рисунок 27 - Зависимости нормированных резонансных длин волн двухзазорного полоскового резонатора от разности углов спиралевидных

полосковых проводников, при различной диэлектрической проницаемости подложки: сплошная линия - противофазный вид колебаний; пунктирная линия - синфазный вид колебаний

стороны подложки, можно практически независимо от синфазного изменять частоту противофазного вида колебаний, добиваясь желаемой настройки резонатора. Такое условие позволит создавать резонаторы, работающие в двухмодовом режиме.

Режим с кратностью частот может быть использован для повышения КПД генераторных и усилительных микроприборов с накальными и матричными автоэмиссионными катодами, работающих в коротковолновой части СВЧ-диапазона.

Пятая глава посвящена разработке методов анализа и синтеза характеристик многочастотных двухзазорных резонаторов с электродами сложных форм при их взаимодействии с многолучевым электронным потоком.

Рассмотрены новые типы многолучевых пространственно-развитых электродинамических систем для высокоэффективных СВЧ-приборов клистронного типа. Такими резонаторами являются многоконтурные резонансные системы с пролетными втулками, разнесенными друг относительно друга на расстояния, сравнимые с длиной волны.

Двухзазорные резонаторы, представленные на рисунке 28, содержат несколько резонансных отрезков или ветвей, на концах которых размещены пролетные втулки. Резонансные ветви выполнены либо прямыми, либо изгибаются по дуге окружности и закрепляются на общем опорном стержне, который замыкается на корпус прибора.

Рисунок 28 - Многолучевые двухзазорные резонаторы древовидного типа: а - опорный стержень закреплен на крышке резонатора и соосен оси резонатора; б - опорный стержень параллелен боковым крышкам, один его конец закреплен на цилиндрической стенке резонатора

Применение численных методов для расчета таких резонансных систем затруднено из-за сложной формы и отсутствия аксиальной симметрии. Был проведен комплекс теоретических и экспериментальных исследований по изучению электродинамических свойств новых типов резонаторов. Численный расчет проводился по методике, описанной в работе [31] списка публикаций по теме диссертации.

На рисунке 29 представлены результаты численного расчета и эксперимента трехлучевой конструкции резонатора с опорным стержнем на оси резонатора.

Перестройка резонаторов осуществлялась как изменением длин элементарных зазоров, так и введением специального подстроечного элемента (стержня) в максимум электрического поля резонатора. Полученные результаты показывают, что погрешность численного расчета и экспериментальных исследований не превышает 2,17 %.

т

✓ А- •

ныйра счет

»

числе! ный рас гет

\

у экспер и мент

/

/

0.5 1 1.5 2 25 3 3.5 4 ¿/а

а) б)

Рисунок 29 - Изменение частот противофазного (а) и синфазного (б) видов колебаний трехлучевого пространственно-развитого резонатора

ГГц 0.70

Геии* ГГц

Перестройка частоты противофазного вида эффективно осуществлялась емкостным элементом в виде стержня (рисунок 30).

Видно также, что частота синфазного вида колебаний при такой перестройке практически не изменяется. Выбором соответствующего положения настроечного элемента удалось

подстроить основной противофазный вид

колебаний (частота - /7) и синфазный тип колебаний Е010 (частота - /2) на кратные резонансные частоты (/2 = 2/}).

v ч

\

2 \

(5.0 20.0 г, г

Рисунок 30

Рисунок 31

Проведены также исследования конструкции многолучевого двухзазорного резонатора древовидного типа с радиальным расположением опорного стержня (рисунок 28,6) и изготовлен макет такой резонансной системы (рисунок 31). Резонатор имел пролетные каналы диаметром 4 мм. Изучалось поведение противофазного и синфазного видов колебаний.

Результаты эксперимента резонатора с радиальным расположением опорного стержня для синфазного - Е0ю вида колебаний приведены на рисунке 32.

На рисунке 33 приведена зависимость частоты для основного (противофазного) вида колебаний от длины опорного резонансного элемента.

Л/D 2

аз5 Q30 Q25

0.20 1.15 1.10

N V

х\

\ \

\ ч,

Ч ч

0.0 0.1

0.2

0.3 s/0

Рисунок 33 - Возможность перестройки частоты (противофазного) колебания в зависимости от длины опорного элемента /о

Рисунок 32 - Зависимость частоты (синфазного -Eoio) вида колебаний от нормированной глубины s/D погружения ребра: 1-резонатор со втулками;

2- пустой резонатор

Показано, что в подобной конструкции можно перестраивать основной противофазный вид колебаний практически на октаву. Частота синфазного вида колебаний в 2,5 раза выше противофазного вида.

На рисунке 34 приведена экспериментальная зависимость характеристического сопротивления от длины опорного элемента для противофазного вида колебаний.

Эксперимент показывает, R ■ что исследуемые конструкции З2с резонаторов имеют достаточно высокое характеристическое 30< сопротивление. На основном 2а( (противофазном) виде

колебаний - 200 - 300 Ом. На 26< синфазном виде колебаний- 24( 100 - 150 Ом. Подобные резонаторы имеют достаточно 221 малые габариты и могут быть применены в высокоэффективных приборах СВЧ Рисунок 34 - Экспериментальная зависимость

„„,„™,________ _________характеристического сопротивления

клистронного типа, что а , „ ,

для противофазного вида колебании: 1- измерение позволит унифицировать со c^p*,,^,; 2. измерение с пленкой

конструкцию мощных приборов, так как в одной и той же конструкции

резонаторного блока возможна (за счет изменения положения радиального

ребра) перестройка резонансной частоты в широком диапазоне.

у у

/ у' 's 2

У

/ / / t

¿о"" s!t ю ю. зо"' ' Ч 5. >0 20. DD 25. oö "i'e",'

Проведено численное моделирование новых типов пространственно-развитых многоконтурных резонаторных систем, создана методика расчета резонансной ячейки многоконтурных резонаторных систем.

Некоторые из возможных конструкций двухзазорных резонаторов «древовидного» вида показаны на рисунке 35.

3

л*

а)

Рисунок 35 - а - разновидности фрактальных резонаторов; б - конструкции резонансных ячеек

Подобные резонансные системы могут резонировать как на основном (ТЕМ) виде колебаний, так и на бесконечном числе колебаний высших видов. Для расчета использовался метод эквивалентных длинных линий, согласно которому исследуемый резонатор был представлен в виде п отрезков длинных линий, характеризующихся разными волновыми сопротивлениями Zn и длиной Ln, нагруженных, соответственно, сосредоточенными емкостями неоднородности этих линий Сп и емкостями ВЧ зазоров С0, образующих разветвленное пространство взаимодействия. Полагалось, что в данном резонаторе распространяется только основной тип колебаний ТЕМ.

В обобщенной эквивалентной схеме рассматриваемого резонатора (рисунок 36) пространство взаимодействия представлено ветвлением N/ одинаковых отрезков длинных линий в сечении « 1-1» и Nr отрезков в сечении «2-2». Остальная (индуктивная) часть резонансного контура представлена в виде короткозамкнутого отрезка длинной линии с параметрами Z3 и L3,

Рисунок 36-Эквивалентная схема нагруженного в сечении «3-3» на

резонатора емкость неоднородности С3.

Условием резонансной настройки для любого поперечного сечения резонансной системы является равенство нулю реактивных составляющих проводимостей в заданном сечении:

ZUjBi = 0. (21)

Пересчитывая входную проводимость резонатора с учетом неоднородностей, получим резонансное уравнение в виде:

¿В0(®) = = Д501+йС01(Г12) = 0. (22)

Расчет характеристического сопротивления резонатора в сечении «0-0» проводился по формуле:

р= 2к?/(со0 дВо(ю)/ дсо),

со= со0, (23)

где h=2 — число зазоров.

В предложенной методике расчета емкость зазора считается сосредоточенной. Проведенное сравнение расчетов и экспериментов показало, что в таком приближении погрешности расчета частоты порядка 5 %, а характеристического сопротивления - 15 %.

С помощью программы ЗБ моделирования исследовалась возможность реализации двухчастотного режима в подобных резонансных системах.

В результате численного исследования были найдены условия достижения кратности частот основного (противофазного) и синфазного видов колебаний

Рисунок 37 - Изменение отношения частот синфазного и противофазного видов колебаний в зависимости от высоты ребра: а - резонансная ячейка цилиндрической формы; б - резонансная ячейка У-образной формы; в - трехлучевая резонансная ячейка

Изменяя высоту опорного стержня и, соответственно, длину стержня, можно варьировать частотами основного противофазного и высшего (синфазного) видов колебаний, добиваясь их кратности.

В работе также проведено исследование режима двухмодового взаимодействия полей «фрактального» двухзазорного резонатора с электронным потоком; влияния геометрических и электрических параметров такого резонатора на электродинамические и электронные характеристики при работе в двухмодовом режиме с помощью программы трехмерного моделирования. Конструкция исследуемого резонатора представлена на рисунке 38.

Рисунок 38 - Пространственно-развитый резонатор «фрактального» типа: 1 - опорный проводник - «ствол»; 2 - радиапьно направленные проводники -«ветки»; 3- центральные электроды -

«листья»; 4- пролетные каналы; 5- цилиндрический корпус резонатора;

6 - боковые крышки;

7 - пролетные трубы

Исследовалось поведение синфазного и противофазного видов колебаний в зависимости от относительной ширины зазора сЧа при условии, что относительная длина двойного зазора оставалась неизменной иа=(1+2с1)/а=сож1 (рисунок 39).

Л-----*

—

^ Ftja

Рисунок 39 -Зависимость частот противофазного Fa„,¡ (тс-мода) и синфазного ^„/(2я-мода) видов колебаний от отношения d/a

1.» г» £56 Э.СО 3.56 й/а

Исследования показали, что характеристическое сопротивление синфазного вида p,„f при изменении отношения día остается практически неизменным, в то время как изменение рат составляет примерно 13 % (рисунок 40).

В результате исследований установлено, что вследствие разной чувствительности изменения частоты разных видов колебаний (FaMi и /*",„/) к изменению длины подстроечного элемента р можно найти оптимальную длину этого элемента (рисунок 41), соответствующую настройке на кратные частоты, находящиеся в отношении 1/3.

Рисунок 41 - Зависимость частот противофазного РапП и синфазного /*}„/ видов колебаний от длины перемещения подстроечного элемента

Рисунок 40 - Зависимость характеристического сопротивления в центральном канале, лежащем на оси «ветки», для противофазного рапц и синфазного p¡„f видов колебаний от изменения отношения d!a Проведены исследования трехмерного характера распределения продольной компоненты ВЧ-поля в пространстве взаимодействия «фрактального» резонатора. Подтверждено, что исследуемые системы характеризуются сложной геометрией и неоднородным трехмерным распределением ВЧ электрического поля в разных пролетных каналах по радиусу, а также по длине зазора.

На рисунке 42 представлена конструкция исследуемого «фрактального» резонатора. Из рисунка 43 следует, что максимум поля на синфазном виде в зазоре «В» превышает максимум поля в зазоре «А» на 32-35 %, в то время как на противофазном виде амплитуда поля в зазоре «А» превышает амплитуду поля в зазоре «В» на 20-23 %.

А I

/

*о |

ш

3

ш

7гш

т

_1в

Рисунок 42 - Конструкция пространственно-развитого резонатора «фрактального» типа

Рисунок 43 - Зависимость нормированной продольной компоненты электрического поля для двух видов колебаний в трех пролетных каналах вдоль пространства взаимодействия

Для исследуемой резонансной системы проведена оценка эффективности взаимодействия с электронным потоком. Зависимости, показанные на рисунке 44, позволяют выбрать величину ускоряющего напряжения для конкретной конструкции прибора, рассчитанной на заданную выходную мощность.

Рисунок 44 - Зависимости коэффициента эффективности взаимодействия М и относительной активной составляющей шунтирующей электронной проводимости Се/йо от угла двойного зазора у1 на я-моде и 2л-модах: 1 - расчет, сделанный с учетом неоднородного распределения поля в зазорах; 2 - расчет при однородном распределении поля

/

/ л /

л //

/ / / / \ 1 л

0 1 н ь /л «к у / 0 I :.5

I1 ССАЛЙ Со ч\ , /ь - СеЖ. Оо

Приведенные результаты подтверждают, что несомненным достоинством подобных резонаторов является то, что при меньших габаритных размерах они имеют более высокое характеристическое сопротивление по сравнению с классическими конструкциями однозазорных резонаторов, используемых в многолучевых приборах.

В шестой главе рассмотрено применение пространственно-развитых резонансных систем в СВЧ-приборах клистронного типа и их гибридах.

Предложена новая

конструкция резонаторной пространственно-развитой электродинамической системы для СВЧ-приборов

клистронного типа (рисунок 45). Резонаторная система приборов СВЧ разделена на вакуумную 1 и невакуумную 2 части диэлектрической

вакуумной оболочкой 3, что упрощает настройку

резонатора на заданную резонансную частоту. Многолучевая резонаторная система содержит размещенные в корпусе 4 индуктивную и емкостную части.

Индуктивная часть этой системы имеет симметричную древовидную структуру с расположенным в центре резонатора опорным электродом 5 в виде ствола, который с одной стороны закреплен на одной из крышек резонатора 6, а с другой связан с радиально установленными проводящими электродами 7 в виде ветвей, которые оканчиваются втулками с отверстиями для пролета электронных лучей. Между торцевыми частями втулок и пролетных труб, установленных на крышках корпуса, образованы двойные бессеточные высокочастотные зазоры 11, представляющие собой емкостную часть системы. Такая конструкция резонатора позволяет уменьшить габаритные размеры прибора СВЧ и увеличить характеристическое сопротивление его резонаторной системы.

За счет протекания высокочастотных токов по общему опорному электроду 5 такая резонансная система резонирует как единое целое на одной частоте, соответствующей основной моде it-вида колебаний.

Результаты экспериментальных исследований макета многолучевого двухзазорного резонатора с древовидной структурой, рассчитанного на работу на частоте 715 МГц, показали, что такая электродинамическая система имеет во всех пролетных каналах характеристическое сопротивление порядка 300 Ом, сравнимое с характеристическим сопротивлением однолучевого двухзазорного резонатора и значительно превышающее характеристическое сопротивление многолучевого однозазорного резонатора. Подобная конструкция резонаторной системы позволяет в 2,5-3 раза уменьшить габаритные размеры по сравнению с прототипом, при сохранении высокой устойчивости к механическим и тепловым нагрузкам.

Впервые предложена конструкция усилительного клистрода с пространственно-развитой резонаторной системой (рисунок 46).

Рисунок 45

Рисунок 46 - Конструкция клистрода и резонаторной системы

В приборе реализована пространственно-развитая резонансная электродинамическая система, емкостной частью которой является двойной высокочастотный зазор 15, образованный между торцевыми поверхностями дополнительных центральных электродов и поверхностями обращенных к ним электродов. Индуктивная часть резонансной системы включает в себя общий опорный электрод, который одним концом электрически замкнут на корпус резонатора, а другим соединен с параллельно включенными индуктивными элементами в виде радиально направленных проводников.

Центральные электроды 11 представляют собой части кругового кольца, в каждом из таких электродов может быть выполнена группа пролетных отверстий, расположенных на среднем радиусе кольца R, центр которого совпадает с осью прибора 10.

В такой резонаторной системе достигается электрическая симметрия резонансной пространственно-развитой структуры, так как середины дополнительных центральных электродов, выполненных в виде части кругового кольца 16, равноудалены по окружности. Благодаря этой симметрии, а также вследствие сильной электромагнитной связи на общем опорном электроде 14 (индуктивном элементе), который установлен по оси прибора 10, происходит сложение высокочастотных токов и суммирование мощности, отбираемой от отдельных лучей.

Высокое значение характеристического сопротивления, которое в зависимости от частотного диапазона и числа лучей может находиться в диапазоне от 100 до 300 Ом, позволяет при заданном сопротивлении общего электронного потока снизить нагруженную добротность до 15-20 единиц и расширить полосу пропускания прибора.

Предложенное СВЧ-устройство характеризуется: высоким КПД (до 7080 %); увеличенной полосой усиления и долговечностью (ориентировочно в

1,5-2 раза); высоким коэффициентом усиления (около 25 дБ) и может найти применение в области электронной техники, в частности в СВЧ-приборах гибридного типа триод-клистрон и в мощных усилителях и генераторах СВЧ-колебаний для Ь и Б- диапазонов СВЧ.

В работе предложена конструкция многолучевого клистрода с группирующим промежуточным резонатором, работающим в режиме умножения частоты (рисунок 47). Первичное формирование электронных сгустков в триодной части и их догруппировка в промежуточной секции будут проходить на частоте /, а отбор энергии в выходном зазоре - на частоте К/, где К - коэффициент умножения.

Рисунок 47- а - конструкция высокоэффективного мощного генератора электромагнитного излучения на основе многолучевого тристрода - умножителя частоты: 1-катод; 2-сетка; 3-ввод энергии; 4- вывод энергии; 5-коллектор; 6-входной резонатор;

7-промежуточный резонатор; 8-выходной резонатор; б - резонансная система

С помощью численного моделирования изучены особенности поведения различных типов колебаний в двухзазорных пространственно-развитых цилиндрических резонаторах с целью их использования в клистроде-утроителе частоты.

Найдены геометрические размеры трех моделей резонаторов, предназначенных для режима умножения частоты К=3. Приведены нормированные значения геометрических размеров пространства взаимодействия в трех моделях резонаторов, синтезированных на частоту 2,45 ГГц.

Исследован характер поведения продольной компоненты электрического поля вдоль длины пространства взаимодействия в зависимости от длин центральных электродов.

Результаты показывают, что амплитуды поля в зазорах на синфазном виде колебания различны. Их величины сильно зависят от длины трубок. С увеличением длин трубок амплитуда поля в зазоре ё) (рисунок 48) уменьшается. Это необходимо учитывать при проектировании прибора -умножителя частоты.

модель 1 модель 2 модель 3

Рисунок 48 - Линии равного потенциала в зазорах резонатора на основном -противофазном (1) и на высшем - синфазном (2) видах колебаний и зависимости нормированной напряженности электрического поля от координаты г для трех моделей

резонаторов

Точную настройку на кратные частоты можно осуществить перемещением подстроечного элемента. Как видно из графика,

приведенного на рисунке 49, для модели резонатора 1 оптимальная нормированная длина элемента перестройки 8/к равна 0,0765.

Для исследуемых моделей проведен расчет электронных параметров взаимодействия: коэффициента связи М и

относительной составляющей электронной О ¡/О д от напряжения.

активной шунтирующей проводимости ускоряющего Результаты

Рисунок 49 - Зависимости частот противофазного

(ПФ) и синфазного (СФ) видов колебаний от нормированной длины элемента перестройки 8/Х

"•йМ

приведены на рисунке 50. Эти зависимости позволяют

выбрать величину

ускоряющего напряжения для конкретной конструкции

прибора, рассчитанной на заданную выходную

мощность.

/ А х

Г \ \ ^ \ Л \ , \ ч

\ \ \ 4 -1- \ 4 \< - - ч. -1—

Рисунок 50 - Зависимости коэффициента связи М и относительной активной составляющей шунтирующей

электронной проводимости й/Со от ускоряющего напряжения на синфазном виде колебаний: 1,4- модель резонатора 1; 2,5- модель резонатора 2; 3,6-модель резонатора 3

Рассмотрено применение пространственно-развитых резонаторов в конструкциях мощных многолучевых монотронов. Предложена новая конструкция электродинамической системы монотрона с четырехзазорным резонатором 8-диапазона. В результате проведенных расчетов были определены геометрические параметры четырехзазорного резонатора при возбуждении его на одном из высших Е-видов колебаний. Для этого вида колебаний найдены соотношения размеров, обеспечивающие высокие значения характеристического сопротивления и собственной добротности.

Представленная на рисунке 51,а конструкция четырехзазорного резонатора имеет следующие параметры: частота 2450 МГц, рабочий вид - синфазный высший вид колебаний, характеристическое сопротивление — 83 Ом, собственная добротность - 3741, ЬЛ, =1,037, число лучей - 14, диаметр канала — 3 мм, радиус Б =25,5 мм. Предложенная конструкция резонатора позволяет получить неоднородное распределение электрического поля в электродинамической системе (рисунок 51,6).

т

Щ

—б&ъ.

^ тш

„

14 оге 03

а)

б)

Рисунок 51 - а - конструкция четырнадцатилучевого четырехзазорного резонатора, возбуждаемого на синфазном виде колебаний, с картиной распределения силовых линий напряженности ВЧ электрического поля; б - зависимость относительной напряженности электрического поля Е/Ет в пространстве взаимодействия четырехзазорного резонатора от относительной продольной координаты 7./2т4

Численные эксперименты показывают, что для нарастающей функции распределения ВЧ-поля в пространстве взаимодействия максимум относительной амплитуды первой гармоники конвекционного тока /7тад//о= 1,8 достигается при ускоряющем напряжении и0=15,5 кВ, коэффициенте использования напряжения на зазоре резонатора £/=1,5 (сл'= Е4лД^о> где N -номер зазора, изц -напряжение на соответствующем зазоре).

Были рассчитаны зависимости коэффициента взаимодействия М, относительной электронной

проводимости С(Д7о и электронного КПД ще от ускоряющего напряжения для однородного и нарастающего распределений полей. Результаты расчета представлены на рисунке 52.

Предложенная новая конструкция многолучевого монотрона Б-диапазона с четырехзазорным резонатором позволила получить электронный КПД около 60 %, близкий по значению к КПД многорезонаторных клистронов, при меньших массогабаритных параметрах и более простой конструкции.

Исследованы условия возбуждения монотронных колебаний многолучевым электронным потоком в трехзазорном резонаторе Х-диапазона с подвешенной керамической подложкой и резонансными отрезками полосковых линий.

Конструкция резонансной системы (рисунок 53) состоит из трехзазорного семилучевого резонатора, состоящего из двух секций: однозазорной и двухзазорной, которые сильно связаны друг с другом через две одиночные щели связи между смежными резонаторами в продольном направлении.

1 Г

Рисунок 52 - Зависимость коэффициента взаимодействия (М) — 1, относительной электронной проводимости (Ое/йо) — 2 и электронного КПД (г]е) (для однородного распределения поля - 3, нарастающего распределения поля - 4) от ускоряющего напряжения

Рисунок 53 - Конструкция трехзазорного резонатора: а — общий вид резонатора; б - диафрагма с отверстиями связи; в - конструкция подвешенной керамической подложки, вид со стороны полуволнового проводника, г - конструкция

подвешенной керамической подложки, вид со стороны четвертьволнового проводника

Двухзазорная секция резонатора выполнена со встроенной подвешенной диэлектрической подложкой и нанесенными на ней для обеспечения неоднородности поля ленточными проводниками, образующими полосковую линию, причем отрезок полосковой линии длиной Л/2 (рисунок 53,в) расположен с одной стороны керамической подложки, а отрезок длиной Я/4 (рисунок 53,г) расположен с другой стороны керамической подложки. В совокупности эти полосковые проводники образуют полосковую линию длиной ЗЯ/4.

Проведены расчеты распределения продольной нормированной компоненты электрического поля Е/Ет по длине пространства взаимодействия г резонансной системы, определенного по линии, проходящей через центральный пролетный канал, рисунок 54.

Расчет электронных параметров монотрона был проведен с помощью дисковой модели клистрона (нелинейный режим) и по малосигнальной теории (линейный режим). На рисунке 55 представлены зависимости относительной активной компоненты электронной проводимости Се/С0 и электронного КПД г]е от величины ускоряющего напряжения и0.

Рисунок 55 - Зависимости относительной

активной компоненты электронной проводимости

йе/Со и электронного КПД т)„ от ускоряющего

напряжения Щ I - электронный КПД г]е \

„ 2- С./Сп-линейный режим;

Рисунок 54 , у_ и „5

3 3 — ие/С0- нелинейный режим

Результаты расчетов показывают, что максимальный электронный КПД

трехзазорного монотрона на противофазном виде колебаний может достигать

40 % при ускоряющем напряжении 0,4 кВ в области генерации,

соответствующей максимуму отрицательной электронной проводимости.

Предложена новая конструкция миниатюрного вакуумного генератора электромагнитных колебаний X, Ки- диапазонов с матричным автоэмиссионным катодом. На рисунке 56 представлена конструкция монотронного микроволнового генератора с матричным автоэмиссионным катодом. На рисунке 57 показаны центральный емкостной электрод и ленточный проводник, размещенные на подвешенной керамической подложке

(а - четвертьволновый резонансный контур, б - полуволновый резонансный контур)

а) б)

Рисунок 56 Рисунок 57

Прибор включает в себя однозазорный и двухзазорный резонаторы, сильно связанные друг с другом посредством отверстий связи. Начальное возбуждение однозазорного резонатора 5 электронным потоком осуществляется за счет хаотических автоколебаний электронов, возбуждающих однозазорный резонатор 5 на 2л:-виде колебаний. В двухзазорном резонаторе 8 возможно взаимодействие электрического высокочастотного поля объемного резонатора с электронным потоком либо на я-виде колебаний (противофазный вид), либо на 2л-виде колебаний (синфазный вид). Расположенные на керамической подложке полуволновый и четвертьволновый резонансные контуры в виде ленточных проводников 9, 11, 20 обеспечивают неоднородное электрическое поле в двухзазорном резонаторе. При этом максимальные амплитуды напряженностей электрического поля в соответствующих высокочастотных зазорах увеличиваются от зазора однозазорного резонатора ко второму зазору двухзазорного резонатора (рисунок 58).

0.7 0,0 0.0 2'1Ш

а) б)

Рисунок 58 - Распределение высокочастотного электрического поля вдоль пространства взаимодействия прибора для противофазного (а) и синфазного (б) колебаний

На отражательный электрод 15 прибора подается отрицательный потенциал относительно корпуса двухзазорного резонатора 8, что способствует механизму группирования электронного потока, который добавляется к механизму монотронного группирования и приводит к возрастанию КПД СВЧ-генератора. На отражатель также нанесено вторично-эмиссионное покрытие,

вызывающее вторично-электронную эмиссию, увеличивая поток отраженных электронов, при этом поверхность отражателя 16 играет роль вторичного катода, испускающего вторичные электроны.

Использование в приборе последовательно соединенных однозазорного и двухзазорного резонаторов с подвешенной керамической подложкой и полосковыми проводниками позволяет получить распределенную трехзазорную систему с нарастающим высокочастотным электрическим полем и, в свою очередь, более высокий КПД, при уменьшенных массогабаритных характеристиках.

Предложен новый тип генератора с тормозящим полем и матричным автоэмиссионным катодом, в котором передача энергии электронным потоком происходит в пространстве, содержащем одновременно высокочастотное и постоянное тормозящее поле. Конструкция прибора, работающего в

а) б)

Рисунок 59 - Конструкция прибора, работающего в одночастотном (а) и двухчастотном (б) режимах

В приборе реализован двухзазорный резонатор, возбуждаемый на противофазном ТЕМ-виде колебаний в четвертьволновой полосковой резонансной линии, нагруженной на емкость двойного зазора. Синфазный (Е010) вид колебаний является в данной конструкции резонатора высшим типом колебаний. Для использования прибора в двухчастотном режиме в конструкцию резонатора может быть введено дополнительное устройство связи с внешней нагрузкой на частоте, соответствующей второй гармонике, при этом прибор может одновременно генерировать два выходных сигнала на кратных частотах с возможностью электронной перестройки частоты. Для усиления тока электронного луча поверхность отражателя со стороны второго сеточного электрода снабжена вторично-эмиссионным покрытием.

Использование взамен однозазорного резонатора двухзазорного позволяет увеличить эффективное характеристическое сопротивление последнего в 2-3 раза, а, следовательно, обеспечивает получение более высокой эффективности взаимодействия электронного пучка с полем электромагнитной волны на кратных частотах. Кроме того, настройка резонатора одновременно на две частоты позволяет получить несинусоидальную модуляцию электронного потока и соответственно увеличенный КПД прибора.

Проведены экспериментальные исследования ГТП с двухзазорным резонатором. Собран экспериментальный макет прибора на базе отражательного клистрона, включенного по схеме ГТП. Схема исследуемого прибора и распределение потенциала в пространстве взаимодействия приведены на рисунке 60.

Рисунок 60 - Схема включения прибора в режиме ГТП и распределение потенциала вдоль оси Ъ\ 1 - катод; 2 - ускоряющий электрод; 3 - резонатор; 4 — первая сетка; 5 - отражатель; 6 - вторая сетка; 7 - стержень; 8 - блокировочный конденсатор; 9 - вывод энергии; 10 - подстроечный конденсатор

Для настройки прибора на заданную резонансную частоту противофазного вида колебаний, кратную синфазному виду колебаний, к радиальному стержню 7 подключена дополнительная емкость 10.

Для оценки эффективности исследуемого устройства проводилось сравнение результатов исследования спектральных характеристик аналогичного прибора, включенного по схеме отражательного клистрона.

Показано, что по сравнению с режимом отражательного клистрона в ГТП с двухзазорным резонатором амплитуда первой гармоники конвекционного тока возрастает примерно в 10 раз. Это говорит о лучшей эффективности группировки электронов в такой схеме. При этом электронный КПД составляет примерно 30 %.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

Основным итогом диссертационной работы является решение важной научной проблемы, заключающейся в разработке новых типов пространственно-развитых электродинамических систем микроволновых приборов клистронного типа и их гибридов. Особенность работы заключается в ее прикладной направленности, позволяющей использовать полученные теоретические наработки и экспериментальные результаты для решения прикладных вопросов создания электронной компонентной базы.

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. На основе применения комплекса программ расчета СВЧ-приборов клистронного типа, дополненных трехмерным анализом, найдены приближенные аналитические выражения, связывающие комплекс электронных и электродинамических параметров новых типов многоканальных резонаторов

сложной формы с их геометрическими размерами и параметрами режима работы приборов (монотронов, ГШ, клистронов и клистродов).

2. Найдены критериальные показатели, которые позволяют при решении задач оперативной оптимизации резонаторов определять условия, наиболее выгодные с точки зрения комплекса электродинамических и массогабаритных параметров и режимов их взаимодействия с электронным потоком в однозазорных и многозазорных резонаторах с бессеточными зазорами, а также критерий выбора величины пространственного заряда для получения заданного электронного КПД.

3. Предложены новые математические модели и методики расчета азимутально неоднородных двухзазорных резонаторов исследуемых многолучевых приборов, с корректирующими поправками, уточненными по результатам экспериментальных опытов, позволяющие определить основные электронные и электродинамические параметры этих систем с погрешностью, не превышающей погрешность эксперимента. Предложенные математические модели двухзазорных резонаторов могут найти применение в программах оперативной оптимизации СВЧ-приборов клистронного типа.

4. Впервые теоретически и экспериментально (на физических моделях) исследованы многомодовые режимы ранее не исследованных многоканальных резонансных систем, при их одновременном возбуждении на основном и высших типах колебаний.

5. Впервые показана возможность синтеза двухзазорных систем «древовидного типа» с кратными резонансными частотами, соответствующими противофазному и синфазному видам колебаний. Изучены основные закономерности процесса взаимодействия электронов с неоднородным СВЧ-полем в новых конструкциях многоканальных резонаторов. Разработанные принципы конструирования могут быть положены в основу клистродных усилителей и генераторов различного назначения, используемых в СВЧ-энергетике, системах связи и телевидении.

6. Проведено физическое и математическое моделирование «фрактальных резонаторов». Достоинством этих резонаторов при работе на основной моде является то, что они имеют меньшие габаритные размеры и более высокое характеристическое сопротивление по сравнению с классическими конструкциями однозазорных резонаторов, используемых в многолучевых приборах.

7. Впервые показана возможность создания для использования в приборах СВЧ с автоэмиссионными катодами миниатюрных двухзазорных резонаторов, выполненных на основе полосковой линии с подвешенной керамической подложкой, в которых могут быть реализованы режимы возбуждения и взаимодействия с многолучевым потоком с заданной кратностью. Установлено, что в двухзазорных резонаторах, выполненных на основе полосковой линии с подвешенной керамической подложкой, могут быть реализованы режимы возбуждения с кратностью К=2 для полуволновой конструкции и с кратностью К=3 для четвертьволновой конструкции. Предложены новые конструкции

таких резонаторов для случая двухмодового возбуждения в X и Ки-диапазонах.

8. Предложена конструкция гибридного многолучевого СВЧ-прибора -клистрода Ь- диапазона с двумя двухзазорными резонаторами, которая обеспечивает в диапазоне 430-950 МГц высокое характеристическое сопротивление резонансной системы (300 Ом), что позволяет реализовать без дополнительного пассивного резонатора полосу усиления телевизионного клистрода около 8-10 МГц и допускает его работу в непрерывном режиме при уровнях выходной мощности до 15 кВт при воздушном охлаждении прибора.

9. Предложена конструкция резонансной системы древовидной структуры Ь-диапазона с увеличенным характеристическим сопротивлением, которая обеспечивает полосу частот (20-30 %), однородное распределение продольной составляющей ВЧ электрического поля в пролетных каналах и позволяет уменьшить массогабаритные параметры СВЧ-прибора.

10. Предложена конструкция многолучевого монотрона Б- диапазона с четырехзазорным резонатором, возбуждаемым на синфазном виде колебаний, которая позволила получить электронный КПД около 60 %, близкий по значению к КПД многорезонаторных клистронов, при меньших массогабаритных параметрах и более простой конструкции.

11. Предложена конструкция миниатюрного высокоэффективного СВЧ-генератора с тормозящим полем и автоэмиссионным матричным катодом X и Ки- диапазонов, проведено сравнение результатов экспериментальных исследований отражательного клистрона и генератора с тормозящим полем на двухзазорном резонаторе. Показано, что в схеме с ГТП электронный КПД может достигать 30 %.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ

1. Мирошниченко, А.Ю. Многолучевые клистроды для нового поколения телевизионных передатчиков / А. Ю. Мирошниченко, А. В. Вайман, М.В. Майорова,

B.А. Царев // Электронная промышленность. Наука. Технологии. Изделия. - 1999. -№ 4. -

C. 8-9.

2. Мирошниченко, А.Ю. Схемы СВЧ-приборов с безвыпрямительным и бестрансформаторным питанием от сети переменного тока / А.Ю. Мирошниченко, В.А. Царев, Р.Ю. Кузнецов // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2006. - № 4. - С. 63-72.

3. Мирошниченко, А.Ю. Результаты математического моделирования двухзазорных резонаторов для мощных многолучевых клистродов, работающих в режиме умножения частоты / А. Ю. Мирошниченко, А.И. Корчагин, В.А. Царев И Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2010. - № 3. - С. 61-66.

4. Мирошниченко, А.Ю. Двухзазорные резонаторы фрактального типа / А. Ю. Мирошниченко, А.И. Корчагин, В.А. Царев // Антенны. - 2011. - № 11 (174): Техника сверхвысоких частот в Саратове. - С. 63-67.

5. Мирошниченко, А.Ю. Двухзазорные пространственно-развитые резонаторы для клистрода-утроителя частоты / А. Ю. Мирошниченко, А.И. Корчагин, В.А. Царев // Антенны. - 2012. - № 3. - С. 33-35.

6. Мирошниченко, А.Ю. Исследование многолучевого клистрона с двухмодовым промежуточным резонатором / А. Ю. Мирошниченко, И. О. Чигуров, В.А. Царев // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2012. - № 4. - С. 76-80.

7. Мирошниченко, А.Ю. Оптимизация выходных параметров мощного многолучевого монотрона с четырехзазорным резонатором, возбуждаемым на синфазном виде колебаний [Электронный ресурс] / А.Ю. Мирошниченко, H.A. Акафьева, В.А. Царев // Журнал радиоэлектроники (электронный журнал). - 2012. - №1. Идентификационный номер статьи, присвоенный ФГУП НТЦ «Информрегистр», 0421200114\0010. Режим доступа: http://jre.cplire.ni/koi/janl2/7/text.pdf (доступ свободный).

8. Мирошниченко, А.Ю. Исследование режима двухмодового взаимодействия полей фрактального двухзазорного резонатора с электронами в многолучевом клистроде [Электронный ресурс] / А.Ю. Мирошниченко, А.И. Корчагин, В.А. Царев // Журнал радиоэлектроники (электронный журнал). - 2012. - №12. Режим доступа: http.7/jre.cplire.ru/koi/decl2/19/text.pdf (доступ свободный).

9. Мирошниченко, А.Ю. Связанные замедляющие системы / А.Ю. Мирошниченко, Ю.Н. Пчельников, А.Г. Пчельников // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2013. - Т.16. - №1. -С. 62-67.

10. Мирошниченко, А.Ю. Моделирование электродинамических параметров двухзазорного клистронного резонатора [Электронный ресурс] / А.Ю. Мирошниченко, В.А. Царев // Инженерный вестник Дона. - 2013.- №3. - Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n3y2013/1825 (доступ свободный).

11. Мирошниченко, А.Ю. Моделирование электродинамических параметров многомодового двухзазорного резонатора для миниатюрных многолучевых приборов клистронного типа [Электронный ресурс] /А.Ю. Мирошниченко, В.А. Царев, В.А. Губанов, H.A. Акафьева // Инженерный вестник Дона. - 2013 - №3. - Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n3y2013/1902 (доступ свободный).

12. Мирошниченко, А.Ю. Двухзазорный резонатор для миниатюрных многолучевых микроволновых приборов клистронного типа, выполненный на основе микрополосковой линии с подвешенной керамической подложкой / А.Ю. Мирошниченко, В.А. Царев // Известия вузов России. Радиоэлектроника. - 2013. - Вып.2. -С. 81-84.

Патенты на изобретения

13. Пат. № 2077828. РФ МКП Н01 J 25/10//Н01 J 23/20. Резонаторная система СВЧ-приборов / А.Ю. Мирошниченко, В.А. Царев; заявитель и патентообладатель Саратовский государственный технический университет. - № 94028130/28; заявл. 19.07.1994; опубл. 10.08.1997.

14. Пат. № 2084042. РФ МКП HOI J 25/02//Н01 J 25/04. Клистрод / А.Ю. Мирошниченко, В.А. Царев; заявитель и патентообладатель Саратовский государственный технический университет. - № 94024403/07; заявл. 29.06.1994; опубл. 10.07.1997.

15. Пат. № 2457572. РФ, МПК7 H01J25/20. СВЧ-генератор с матричным автоэмиссионным катодом с отражением электронного потока / А.Ю. Мирошниченко, В.А. Царев, H.A. Акафьева; заявитель и патентообладатель Саратовский государственный технический университет. -№2011104833/07; заявл. 09.02.2011; опубл. 27.07.2012.

16. Пат. № 2474914. РФ, МПК7 H01J25/74. Мощный СВЧ-генератор монотронного типа / А.Ю. Мирошниченко, В.А. Царев, H.A. Акафьева; заявитель и патентообладатель

Саратовский государственный технический университет. - №2011133860/07; заявл. 11.08.2011; опубл. 10.02.2013.

17. Пат. № 2485618. РФ, МПК7 H01J25/20. Микроволновый электровакуумный генератор с отражением электронного потока / А.Ю. Мирошниченко, В.А. Царев, Н.А. Акафьева; заявитель и патентообладатель Саратовский государственный технический университет. -№2011152844/07; заявл. 23.12.2011; опубл. 20.06.2013.

Публикации в гаданиях, индексированных в единой реферативной базе данных Scopus

18. Miroshnichenko, A.Yu. Experimental investigation a high-frequency hibride tube with two virtual cathode / A.Yu. Miroshnichenko, N.A. Akafieva, V.A. Tzarev // Conference Proceedings: International Conference on Actual Problems of Electrons Devices Engineering. -Saratov, Russian Federation. - 2006. - P.177-182.- DOI: 10.1109/APEDE.2006.307406.

19. Miroshnichenko, A.Yu. Determination of parameters a wideband klystrode amplifier with double-circuit output oscillating system / A.Yu. Miroshnichenko, G.A. Pchelincev, V.A. Tzarev // Conference Proceedings: International Conference on Actual Problems of Electrons Devices Engineering. - Saratov, Russian Federation. - 2006. - P. 163-170. - DOI: 10.1109/APEDE.2006.307404.

20. Miroshnichenko, A.Yu. Analytic method of calculation the maximum energy parameters of multibeam klystrode/ A.Yu. Miroshnichenko, G.A. Pchelincev, V.A. Tzarev // Conference Proceedings: International Conference on Actual Problems of Electrons Devices Engineering. -Saratov, Russian Federation. - 2006. - P. 170-176. - DOI: 10.1109/APEDE.2006.307405.

21. Miroshnichenko, A. Yu. General regularity of behaviour for the klystron electronic efficiency depending on space charge parameter of electron beam / A. Yu. Miroshnichenko, V.A. Tzarev // Proceedings of IEEE International Vacuum Electronics Conference. Monterey, USA. - 2008. - P. 144-145.- DOI: 10.1109/IVELEC.2008.4556459.

22. Miroshnichenko, A.Yu. Performance criteria transformation energy of electron beam in microwave energy for klystron's type devices / A.Yu. Miroshnichenko, V.A. Tsarev // Conference Proceedings: International Conference on Actual Problems of Electrons Devices Engineering. - Saratov, Russian Federation. - 2008. - P. 167-176. - DOI: 10.1109/APEDE.2008.4720133.

23. Miroshnichenko, A.Yu. Computational modeling of operating conditions of powerful, multibeam monotron with four-gap resonator / A.Yu. Miroshnichenko, N.A. Akafieva, V.A. Tsarev // Conference Proceedings: International Conference on Actual Problems of Electrons Devices Engineering. - Saratov, Russian Federation. - 2008. - P. 176-180. - DOI: 10.1109/APEDE.2008.4720134.

24. Miroshnichenko, A.Yu. Nonlinear figure of merit for reentrant cylindrical cavities / A.Yu. Miroshnichenko, S.V. Smirnov, V.A. Tsarev // Conference Proceedings: International Crimean Conference Microwave and Telecommunication Technology. - Sevastopol, Crimea; Ukraine. -2009. -P. 139-140.

25. Miroshnichenko, A.Yu. Analytical calculations of efficiency and comparison with experimental data for inductive output tube/ A.Yu. Miroshnichenko, V.A. Tsarev // Proceedings of IEEE International Vacuum Electronics Conference. - Rome, Italy. - 2009. - P. 375-376. - DOI: 10.1109/IVELEC.2009.5193546.

26. Miroshnichenko, A.Yu. The resonance system for making a regulate thrust force in the electrical ion thruster / A.Yu. Miroshnichenko, V.A. Tsarev, A.A. Skripkin, V.A. Senchurov // Proceedings of IEEE International Vacuum Electronics Conference. - Rome, Italy. - 2009. -P. 373-374. - DOI: 10.1109/IVELEC.2009.5193545.

27. Miroshnichenko, A.Yu, Investigation of a three-gap resonator for powerful multibeam monotron / A.Yu. Miroshnichenko, N.A. Akafyeva, V.A. Tsarev // Conference Proceedings:

International Conference on Actual Problems of Electrons Devices .Engineering. - Saratov, Russian Federation. - 2010. - P. 181-184.- DOI: 10.1109/APEDE.2010.5624045.

28. Miroshnichenko, A.Yu. Experimental investigation of the microwave generator with retarding field that has double-gap cavity / A.Yu. Miroshnichenko, N.A. Akafyeva, I.S. Biryukov, V.A. Tsarev // Conference Proceedings: International Conference on Actual Problems of Electrons Devices Engineering. - Saratov, Russian Federation. - 2010. - P. 184190. - DOI: 10.1109/APEDE.2010.5624046.

29. Miroshnichenko, A.Yu. Experimental investigation of a low-voltage vircator with preliminary modulation of a electron beam / A.Yu. Miroshnichenko, N.A. Akafyeva, I.S. Biryukov, V.A. Tsarev // Conference Proceedings: International Conference on Actual Problems of Electrons Devices Engineering. - Saratov, Russian Federation. - 2010. - P. 190-196.-DOI: 10.1109/APEDE.2010.5624047. ,

30. Miroshnichenko, A.Yu. The new multibeam space-distributed electrodynamic systems for high-performance klystron type devices / A.Yu. Miroshnichenko, V.A. Senchurov, V.A. Tsarev // Conference Proceedings: International Conference on: Actual Problems of Electrons Devices Engineering. - Saratov, Russian Federation. - 2010. - P. 278-283. - DOI: 10.1109/APEDE.2010.5624108.

31. Miroshnichenko, A.Yu. The investigation of the electrodynamics characteristics of the double-gaps multi- beam klystron cavities / A.Yu. Miroshnichenko, V.Yu. Muchkaev, V. A. Tsarev // Proceedings of IEEE International Vacuum Electronics Conference. - Monterey, USA. - 2010. - P. 121-122. - DOI: 10.1109/IVELEC.2010.5503574. ......

32. Miroshnichenko, A.Yu. The results of a numerical modeling of two- gaps cavity for powerful multi- beam IOT working as the frequency multiplier/ A.Yu. Miroshnichenko, A.I. Korchagin, V.A. Tsarev // Proceedings of IEEE International Vacuum Electronics Conference. - Bangalore, India. - 2011. - P. 453-454. - DOI: 10.1109/IVEC.2011.5747071.

33. Miroshnichenko, A.Yu. A powerful microwave monotron-generator with a four-gap cavity driving on cophased mode / A.Yu. Miroshnichenko, N.A: Akafyeva, V.A. Tsarev // Conference Proceedings: International Crimean Conference Microwave and Telecommunication Technology. - Sevastopol, Crimea; Ukraine. - 2011. - P. 310-311.

34. Miroshnichenko, A.Yu. Some results of investigation of power multi-beam monotron oscillator / A. Yu. Miroshnichenko, N.A. Akafyeva, V.A. Tsarev // Proceedings of IEEE International Vacuum Electronics Conference. - Monterey, USA. - 2012. - P. 87-88. - DOI: 10.1109/1 VEC.2012.6262086. '

35. Miroshnichenko, A.Yu. Investigation of current take-off characteristic in triode system with virtual cathode/ A.Yu. Miroshnichenko, V.A. Tsarev, D.G. Tsiplenkov // Conference Proceedings: International Conference on Actual Problems of Electrons Devices Engineering. -Saratov, Russian Federation. - 2012. - P. 124-128. - DOI: 10.1109/APEDE.2012.6478030.

36. Miroshnichenko, A.Yu. Slow-wave structure «longitudinally-connected rings» with small periodisity / A.Yu. Miroshnichenko, Yu.N. Pcheknikov // Conference Proceedings: International Conference on Actual Problems of Electrons Devices Engineering. - Saratov, Russian Federation. - 2012. - P. 196-202. - DOI: 10.1109/APEDE.2012.6478045.

37. Miroshnichenko, A.Yu. Double-gap cavity with three multiple frequencies for multi-beam microwave electric vacuum devices/ A.Yu. Miroshnichenko, V.A. Tsarev // Conference Proceedings: International Conference on Actual Problems of Electrons Devices Engineering. -Saratov, Russian Federation. - 2012. - P. 254-259. - DOI: 10.1109/APEDE.2012.6478056.

38. Miroshnichenko, A.Yu. Investigation of processes in the retarding field oscillator with the virtual cathode / A.Yu. Miroshnichenko, V.A. Tsarev, N-A. Akafyeva, D.A. Voloshkin // Conference Proceedings: International Conference on Actual Problems of Electrons Devices Engineering. - Saratov, Russian Federation. - 2014. -: Vol. .1. - P. 150-155. - DOI: 10.1109/APEDE.2014.6958737.

39. Miroshnichenko, A.Yu. Current state and prospects of development the micromachined electrovacuum devices in the short-range microwave / A.Yu. Miroshnichenko, V.A. Tsarev, N.A. Akafyeva // Conference Proceedings: International Conference on Actual Problems of Electrons Devices Engineering. - Saratov, Russian Federation. - 2014. -Vol. 1. -P. 160-168. - DOI: 10.1109/APEDE.2014.6958739.

40. Miroshnichenko, A.Yu. The dual-mode double-gap resonator with asymmetrical strip line on the suspended ceramic substrate / A.Yu. Miroshnichenko, V.A. Tsarev, N.A. Akafyeva // Conference Proceedings: International Conference on Actual Problems of Electrons Devices Engineering. - Saratov, Russian Federation. - 2014. -Vol. 1. - P. 333-337. - DOI: 10.1109/APEDE.2014.6958771.

41. Miroshnichenko, A.Yu. A new type of the microsized resonator with the asymmetric high-Q strip line for microwave devices with field-emission cathodes / A.Yu. Miroshnichenko, V.A. Tsarev, N.A. Akafyeva // Conference Proceedings: International Conference on Actual Problems of Electrons Devices Engineering. - Saratov, Russian Federation. - 2014. -Vol. 1. -P. 363-366. - DOI: 10.1109/APEDE.2014.6958777.

Публикации в других изданиях

42. Мирошниченко, А.Ю. Резонаторная система для шестилучевого СВЧ-прибора / А. Ю. Мирошниченко, Р.Ю. Кузнецов, В.А. Царев // Техническая электродинамика и электроника: сб. науч. трудов. - Саратов: СГТУ, 2006. - С. 47-53.

43. Мирошниченко, А.Ю. Многолучевые радиальные клистроды / А. Ю. Мирошниченко, Р.Ю. Кузнецов, В.А. Царев // Электроника и вакуумная техника: приборы и устройства, технология, материалы: материалы науч.-техн. конф. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2007. - Вып. 2. - С. 30-34.

44. Мирошниченко, А.Ю. Оптимальный выбор параметров пространственного заряда электронного пучка в СВЧ-приборах клистронного типа / А.Ю. Мирошниченко, Н.А. Акафьева, В.А. Царев // Электроника и вакуумная техника: приборы и устройства. Технология. Материалы: материалы науч.-техн. конф. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2009,-С. 48-51.

45. Мирошниченко, А.Ю. Оценка предельных значений электронного КПД СВЧ-приборов с клистронным типом взаимодействия в выходном резонаторе / В. А. Царев, А. Ю. Мирошниченко // XIV Междунар. зимняя шк.-семинар по электронике сверхвысоких частот и радиофизике ; тр.- Саратов: Издат. центр «РАТА», 2009.- С. 38-39.

46. Мирошниченко, А.Ю. Некоторые результаты экспериментальных исследований низковольтного виркатора / А.Ю. Мирошниченко, Н.А. Акафьева, И.С. Бирюков, В.А. Царев // Хаотические автоколебания и образование структур (ХАОС-2010): материалы IX Междунар. шк. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2010. - С. 159-161.

47. Мирошниченко, А.Ю. Миниатюрный двухзазорный резонатор для микроволновых приборов с матричными автоэмиссионными катодами / А.Ю. Мирошниченко, В.А. Царев // Электроника и микроэлектроника СВЧ: Всерос. конф. -СПб., 2013. - Режим . доступа: http://mvvelectronics.ru/2013/Oral/3/l2 Т CarevVA_dvukhzazorny%60i%60_rezonator.pdf (доступ свободный).

Подписано в печать 18.09.2015 Формат 60x84 1/16

Бум. офсет. Усл. печ. л. 2,0 Уч.-изд. л. 2,0

Тираж ЮОэкз. Заказ 12

' ООО «Издательский Дом «Райт-Экспо» 410031, Саратов, Волжская ул., 28 : - Отпечатано в ООО «ИД «Райт-Экспо» 410031, Саратов, Волжская ул., 28, тел. (8452) 90-24-90