Виркатор - Vircator

А виркатор (VIRtual CAthode oscillaTOR) - это микроволновая печь генератор, способный генерировать короткие импульсы настраиваемых узкополосных микроволн при очень высоких уровнях мощности. Его применение в основном в области радиоэлектронной борьбы путем создания помех для электронного оборудования, такого как радары или радиооборудование.

Схема виркатора

Типичный виркатор построен внутри эвакуирован резонансная полость или волновод. Электрод, холодный катод, с одного конца вводит интенсивный электронный луч, например, из Генератор Маркса или генератор сжатия потока, необязательно с подходящим сеть формирования импульсов, например а Blumlein. Импульс имеет величину в диапазоне сотен и более киловольт и длительность около 50-150 наносекунд. Электроны притягиваются к тонкой анод, например, алюминизированный ПЭТ пленка или нержавеющая сталь сетка, соединенная с заземленным корпусом волновода. Блок окружен магнит. Из-за интенсивности электронного пучка многие электроны проходят через анод в область за его пределами, образуя виртуальный катод. Электронный пучок должен быть настолько интенсивным, чтобы превышать ток ограничения пространственного заряда в этой области, вызывая колебания, генерирующие микроволны. Частота, эффективность и другие характеристики излучаемого луча зависят от точной физической конфигурации и рабочих параметров.

Существует коаксиальная конструкция, в которой катод образует внешнее кольцо, окружающее анодный цилиндр, а виртуальный катод формируется вдоль оси цилиндра. Такой дизайн можно напрямую интегрировать с волновод.

Частоты обычно находятся в диапазоне 0,5–1,5, 2–6, 3 или 5–18 ГГц. Возможны и другие частоты. Более низкие частоты могут использоваться для создания помех в связи, более высокие частоты могут быть использованы для их разрушительного воздействия на электронику.[1]

Виркаторы использовались как электромагнитный импульс генераторы и для генерации Рентгеновские лучи[нужна цитата ]. Уровни мощности порядка 1010 до 1012 возможны ватты.

Преемником конструкции виркатора является Reditron, который имеет более высокую эффективность и более узкую полосу пропускания.[2]

Функция

Мощный короткий импульс высокого напряжения заставляет катод испускать интенсивный выброс электронов полевая электронная эмиссия механизм. Электроны притягиваются к аноду. Большая часть электронов проходит через анод и образует за ним облако, образуя виртуальный катод. Однако электроны по-прежнему притягиваются анодом (и отталкиваются друг от друга), поэтому они меняют направление и летят обратно к аноду, только чтобы снова пройти через него и отталкиваться катодом и притягиваться к аноду. Быстро ускоряющиеся и замедляющиеся электроны, когда они колеблются между реальным и виртуальным катодом через сетчатый анод на микроволновых частотах, затем создают электромагнитное излучение.

Источники

  1. ^ Переносная электронная бомба будет протестирована - IEEE Spectrum
  2. ^ Компания, Diane Publishing. Импульсные сверхвысокочастотные (HPM) лампы и сопутствующие технологии. ISBN  9780941375962.
  • Патент США 4345220 , Мощный микроволновый генератор, использующий релятивистский электронный пучок в волноводной дрейфовой трубке, Дональду Дж. Салливану, 1982 г.
  • Патент США 4730170 , "СВЧ-генератор с виртуальным катодом, имеющий кольцевую анодную щель", Томас Дж. Т. Кван, 1988 г.
  • Дональд Дж. Салливан, "Генерация СВЧ высокой мощности с помощью виртуального катодного осциллятора (виркатора)", IEEE Trans. Nucl. Sci., Т. NS-30, No. 4, 3426-3428 (август 1983 г.) [1]
  • Томас Дж. Т. Кван, "Генерация мощных когерентных микроволн с помощью колеблющихся виртуальных катодов", Phys. Fluids 27 (1), 228-232 (январь 1984).
  • Либор ДРАЯН, Роман ВРАНА, "Осевой виркатор для приложений радиоэлектронной борьбы" [2]