Разработка мощного широкополосного усилителя на основе мазера на свободных электронах с рабочей частотой вблизи 30 ГГц: моделирование и результаты начальных экспериментов

Разработка мощного широкополосного усилителя на основе мазера на свободных электронах\linebreak (МСЭ), работающего в частотном диапазоне 30 ГГц и предназначенного для ускорения частиц, ведётся на основе линейного индукционного ускорителя ЛИУ-3 000, формирующего электронный пучок с энергией электронов 0{,}8 МэВ, током 250 А и длительностью импульсов 200 нс. В качестве рабочего выбран режим касания дисперсионных кривых, который, согласно проведённому моделированию, позволяет обеспечить мгновенную полосу усиления около $5{\div}7$ \ с регулярной обмоткой при мощности выходного излучения на уровне 20 МВт и коэффициенте усиления $30{\div}35$ дБ. В статье представлены результаты первых экспериментов по исследованию данной схемы МСЭ, в которых в диапазоне в окрестности 30 ГГц достигнут указанный уровень мощности и продемонстрирована быстрая перестройка в полосе изменения частоты задающего магнетрона $\pm 0{,}5$ ГГц. Моделирование показывает, что использование режима нерезонансного захвата и торможения, реализуемого в ондуляторе с профилированными параметрами, позволяет в условиях экспериментов на ЛИУ-3 000 ожидать увеличения мощности излучения до $35{\div}40$ МВт при одновременном расширении полосы усиления до 30 \