Исследование миниатюрных ламп бегущей волны миллиметрового диапазона длин волн с многолучевыми ленточными электронными пучками

Представлены результаты исследований, направленных на разработку миниатюрных ламп бегущей волны (ЛБВ) коротковолновой части миллиметрового диапазона с многолучевыми ленточными электронными пучками. Рассматриваются два варианта подобных ЛБВ. Исследована ЛБВ диапазона в районе 0,22 ТГц с трёхлучевым ленточным пучком, взаимодействующим с высшей поперечной модой замедляющей системы в виде сдвоенной гребёнки. Описана конструкция электронно-оптической системы, которая формирует пучок, состоящий из нескольких лучей эллиптического сечения, с компрессией около 16 единиц по площади. Также рассмотрена ЛБВ с замедляющей системой в виде объёмной меандровой линии с несколькими каналами для электронных пучков, помещённой в прямоугольный волновод. По бокам данная структура поддерживается диэлектрическими опорами. Разработана замедляющая система V-диапазона (50-70 ГГц) для ЛБВ с каналами для четырёх ленточных электронных пучков. Представлены результаты расчётов электродинамических характеристик замедляющей системы, а также результаты трёхмерного моделирования методом частиц в ячейках (particle-in-cell, PIC) процессов электронно-волнового взаимодействия.

На английском языке

Studies of small-size millimeter-band traveling-wave tubes with multiple sheet electron beams

Ryskin N.M.

Torgashov R.A.

Titov V.N.

Navrotsky I.A.

Starodubov A.V.

Ploskikh A.É.

Rozhnev A.G.

We present the results of the studies aimed at developing small-size traveling-wave tubes (TWTs) with multiple sheet electron beams, which operate in the short-wave part of the millimeter band. Two versions of such TWTs are considered. The TWT operating in the range near 0.22 THz with a three-ray sheet beam, which interacts with the higher transverse modes of the decelerating system in the form of a dual comb, has been studied. We describe the design of the electron-optical system, which forms a beam consisting of several rays with elliptical cross sections, with a compression of about 16 area units. We also consider a TWT with a slow-wave structure, which has the form of a 3D meander line with several channels for electron beams and is placed in a rectangular waveguide. On each side, this structure is supported by dielectric supports. A slow-wave V-band (50-70 GHz) structure has been designed for a TWT with channels for four sheet electron beams. The results of calculating electrodynamic characteristics of the slow-wave structure are presented along with the results of three-dimensional modeling of the processes of electron-wave interaction by the Particle-in-Cell (PIC) method.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2022_65_05_494

Пример ссылки для цитирования:

Рыскин Н.М., Торгашов Р.А., Титов В.Н., Навроцкий И.А., Стародубов А.В., Плоских А.Э., Рожнев А.Г. Исследование миниатюрных ламп бегущей волны миллиметрового диапазона длин волн с многолучевыми ленточными электронными пучками // Изв. вузов. Радиофизика. 2022. Т. 65, № 5-6. C. 494–504.