Оротрон

Электровакуумный СВЧ прибор, в котором кинетическая энергия электронов преобразуется в энергию СВЧ поля открытого резонатора (ОР); относится к О-типа приборам. Предложен советским физиками ф. С. Русиным и Г. Д. Богомоловым в 1965 в качестве генератора электро-магнитных колебаний миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов. Оротрон образован плоским и вогнутым зеркалами; на поверхности плоского зеркала размещена отражающая дифракционная решётка (типа "гребёнки"), над которой проходит ленточный электронный поток, создаваемый электронной пушкой и удерживаемый продольным статическим магнитным полем. Коллектор Оротрона собирает электроны, прошедшие через резонатор; вывод энергии волно-водного типа связывает резонатор генератора с нагрузкой. В Оротроне используется индуцированное дифракционное излучение электронов, движущихся равномерно и прямолинейно вдоль периодической структуры. Как и в других приборах О-типа, взаимодействие электронов с СВЧ полем в Оротроне (их группирование, торможение) осуществляется при совпадении средней скорости электронов и фазовой скорости пространственной гармоники периодической структуры. 

Высокодобротный ОР обеспечивает возникновение положительной обратной связи между электро-магнитным полем и электронным потоком, необходимой для самовозбуждения СВЧ колебаний. Оротрон самовозбуждается аналогично лампе обратной волны О-типа при превышении током пучка пускового (порогового) значения. Оротрон - один из первых ЭВП СВЧ, использующих аналогично лазеру резонансную систему в виде ОР, размеры которого много больше рабочей длины волны. Приборы такого типа иногда называются генераторами дифракционного излучения. В настоящее время (начало 90-х годов) имеются лишь экспериментальные образцы Оротронов. Их типичные параметры: рабочая длина волны лежит в диапазоне 0,1-10 мм, выходная мощность - от единиц до десятков Вт, кпд составляет несколько процентов. Перестройка частоты генерации в Оротроне осуществляется в широком диапазоне (до 20-30%) путём изменения ускоряющего напряжения или расстояния между зеркалами ОР.

Достоинствами Оротрона являются высокая стабильность частоты и низкий уровень амплитудных и частотных шумов (например, на порядок ниже, чем в клистроне или ЛОВ О-типа), недостатками - сильная неравномерность выходной мощности по частоте при частотной перестройке, а также сложность изготовления отражающих решёток ОР в коротковолновой части миллиметрового диапазона.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.