Для предложенной ранее модификации гиротронной лампы бегущей волны с десятью параллельными спирально-гофрированными волноводами, позволяющей согласно расчётам достигать импульсной мощности 200-400 кВт в полосе частот 92-98 ГГц, разработан вариант системы ввода-вывода излучения с поляризационным разделением сигналов через единственное сверхразмерное окно. Ключевым элементом данной системы является волноводный преобразователь, который трансформирует моды ТЕ1, 1, выходящие из каждого ствола, в единый линейно поляризованный квазиоптический волновой пучок, представляющий собой смесь LP5, nмод гофрированного волновода. Пространственное разделение электронного пучка и сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения происходит на волноводном разрыве изолированного от корпуса коллектора. Излучение вводится и выводится из гиротронной лампы бегущей волны через одно сверхразмерное окно. Пространственное разделение входного и выходного сигналов по поляризации осуществляется на решётке из линейных проводников. Показано, что с помощью данной системы, а также определённого набора внешних квазиоптических зеркал можно обеспечить преобразование выходного излучения гиротронной лампы бегущей волны в моду внешней линии передачи (моду НЕ1, 1 гофрированного волновода или моду ТЕМ0, 0 зеркальной линии) с дифракционными потерями около 3-4% в центре полосы и 12-15% на её краях.

На английском языке
Radiation input/output system in a ten-barrel W-band gyrotron-type traveling-wave tube with helically corrugated waveguides
Bogdashov A.A.
Samsonov S.V.

We present a version of the radiation input/output system with polarization division of signals and a single oversized window developed for a modification of the gyrotron-type traveling-wave tube (gyro-TWT) with ten helically corugated parallel waveguides, which was proposed earlier and, according to calculations, allows achieveing a pulse power of 200-400 kW in the frequency band 92-98 GHz. The key element of this system is the waveguide converter transforming the TE1, 1 modes, which escape from each barrel, to a common linearly polarized quasioptical wave beam being a mixture of LP5, n modes of the corrugated waveguide. Spatial division of the electron beam and microwave radiation takes place at the waveguide discontinuity of the collector insulated from the tube body. The radiation is injected into and ejected from the gyro-TWT via one oversized window. The input and output signals are divided spatially with respect to their polarization on an array of linear conductors. It is shown that using this system and a certain set of external quasioptical mirrors, one can ensure the transformation of the output radiation of a gyro-TWT to a mode of an external transmission line (the HE1, 1 mode of the corrugated waveguide or the TEM0, 0 mode of the mirror line) with diffraction losses of about 3-4% at the bandwidth center and 12-15%, at its edges.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2022_65_05_370