Про вплив вакуумних умов на рівень потужності електромагнітних хвиль, що генеруються релятивістським магнетроном
Анотація
Експериментально досліджено потужне НВЧ-випромінювання, що генерується в релятивістському високовольтному імпульсному магнетроні діапазону 8 мм. Експериментально досліджено та проведено аналіз факторів, що негативно впливають на генерацію НВЧ випромінювання. Визначено, що до процесів, котрі зменшують ефективність та тривалість імпульсу генерації, відноситься також низький тиск у вакуумному діоді магнетрону. Відомо, що в вакуумному діоді магнетрону головними залишковими газами є компоненти повітря. При роботі магнетрону спостерігається значне збільшення тиску залишкової атмосфери: вуглеводнів, водяної пари і водню. Для їх відкачування була скомпонована вакуумна система, що забезпечує оптимальну роботу магнетрону. Для нової вакуумної системи було розроблено та застосовано кріогенний конденсаційно-адсорбційний насос, якій дозволив збільшити швидкість відкачування основних залишкових газів. Особливість розробленого насосу полягає в тому, що відкачувальний елемент з адсорбентом має збільшену в два рази робочу поверхню-за рахунок використання гофрованової форми сорбційного патрона. Іншою особливістю насосу є його економічність, вона досягнута за рахунок використання парів азоту для охолодження між стінного проміжку. За рахунок використання криогенних засобів відкачування вдалося отримати тиск на рівні 1·10-6 Тор, що призвело до збільшення випромінювання НВЧ релятивістського магнетрону на рівні 25 відсотків.
Завантаження
Посилання
R.J. Barker, and E. Schamiloglu, editors, High Power Microwave Sources and Technologies, (New York: Wiley-IEEE Press, 2001).
T. Nakamura, et al., “Output Evaluation of Microwave Pulse Emitted from Axially-Extracted Vircator with Resonance Cavity,” in: Recent developments of pulsed power technology and plasma application research, edited by J. Hasegawa, and O. Tetsuo, (Tokyo Institute of Technology, Tokyo, Japan, 2018), p. 55-60
N.P. Gadetski, E.I. Kravtsova, I.I. Magda, V.D. Naumenko, S.S. Pushkaryov, S.N. Terekhin, and A.S. Tischenko, “Relativistic magnetron of 8 mm waveband,” Problems of Atomic Science and Technology, Series “Plasma Electronics”, (4), 18-20 (2008).
A. Kuskov, A. Elfrgani, and E. Schamiloglu, “Relativistic magnetron with diffraction output (MDO) with a permanent magnet anode block configuration,” in: IEEE International Vacuum Electronics Conference (IVEC), 2018.
S. Xu, L. Lei, F. Qin, and D. Wang, “Compact, high power and high efficiency relativistic magnetron with L-band all cavity axial extraction,” Physics of Plasmas, 8, 22-29 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5041860
N.P. Gadetsky, A.N. Lebedenko, I.I. Magda, O.G. Melezhik, A.A. Shtanko, and M.V. Volovenko, “A relativistic magnetron-type source of nanosecond-length pulsed radiation in the 8 mm waveband,” Problems of Atomic Science and Technology, Series “Plasma Electronics”, (6), 40-42 (2017). https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2017_6/article_2017_6_40.pdf
A. Sayapin, and A. Shlapakovski, “Transient operation of the relativistic S-band magnetron with radial output,” Journal of Applied Physics, (6), 61-67 (2011). https://doi.org/10.1063/1.3553839
N.P. Gadetski, V.G. Korenev, A.N. Lebedenko, I.I. Magda, O.G. Melezhik, V.G. Sinitsin, A.A. Shtanko, and N.V. Volovenko. “Millimeter-wavelength relativistic magnetron: problems of microwave power extraction,” Problems of Atomic Science and Technology, Series: Nuclear Physical Investigations, (6), 80-84 (2021). https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2021_6/article_2021_6_80.pdf
V.А. Markov, and V.D. Naumenko, “On the influence of the shape of anode voltage pulse on the operation stability of spatial-harmonic magnetron with cold secondary emission cathode,” Radiofiz. elektron. 23(1), 53-60 (2018). https://doi.org/10.15407/rej2018.01.053
E.S. Borovik, and B.P. Batrakov, “Study of breakdown in vacuum,” Journal of Technical Physics, 28(9), (1958). (in Russian)
А.B. Batrakov, V.А. Kravchenko, et al., “Cryogenic adsorption pumps for obtaining pure vacuum,” in: Kharkiv Scientific Assembly ICVTE-6, 2003, p. 226-228.
A.B. Batrakov, Yu.N. Volkov, Yu.F. Lonin, and A.G. Ponomaryov, “Neon cryovaccuum system for life testing of electric jet,” Problems of Atomic Science and Technology. Series “Plasma Physics”, (1), 213-215 (2015). https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2015_1/article_2015_1_213.pdf
Авторське право (c) 2025 А.Б. Батраков, С.І. Федотов, О.М. Лебеденко, І.Н. Онищенко, О.Л. Рак, М.В. Воловенко, Ю.Н. Волков
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
