Экспериментальная демонстрация возможности расширения полосы плавной перестройки частоты генерации в гиротронах с укороченным резонатором

Экспериментально показана возможность существенного расширения полосы плавной перестройки частоты генерации в гиротронах при использовании резонатора с уменьшенной длиной. За счёт снижения чувствительности процесса электронно-волнового взаимодействия к разбросу скоростей в электронном пучке можно повысить мощность генерации на высоких продольных модах до уровня, сравнимого с мощностью излучения при возбуждении моды с одной продольной вариацией. Перекрытие полос генерации на соседних продольных модах при этом достигается за счёт увеличения тока электронного пучка. В проведённом эксперименте в гиротроне с рабочей частотой около 12 ГГц продемонстрирована полоса перестройки частоты более 4% при киловаттном уровне мощности выходного излучения в большей её части. Полученные результаты открывают возможность разработки перестраиваемых высокочастотных гиротронов средней мощности.

На английском языке
Experimental Demonstration of the Possibility to Expand the Band of Smooth Tuning of Generation Frequency in Short-Cavity Gyrotrons
Glyavin M.Yu.
Fedotov A.E.
Zotova I.V.
Luchinin A.G.
Proyavin M.D.
Rozental R.M.
Tarakanov V.P.

We show experimentally the possibility to expand significantly the band of smooth tuning of the generation frequency in gyrotrons using cavities that have shorter lengths. Due to a decrease in the sensitivity of the electron-wave interaction process to the spread in the electron beam velocities, one can increase the power of generation at higher longitudinal modes up to a level comparable with the radiation power in the case of excitation of a mode with one longitudinal variation. In this case, overlapping of generation bands at neighboring longitudinal modes is achieved by increasing the current of the electron beam. In the experiment performed in a gyrotron having an operating frequency of about 12 GHz, we demonstrated the frequency of frequency tuning, which exceeded 4% at the kilowatt level of the output radiation power in its greater part. The obtained results open up the possibility of developing tunable high-frequency average-power gyrotrons.