Плазменный свч прибор

(54 (57 ОР быть использонераторах и Ч-прибор име-. СОЮЗ СОВЕТСНИаСОЭВЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУ БЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ) ПЛАЗМЕННЫЙ СВЧ-ПРИ ) Изобретение может о в плазменных СВЧ-гилителях, Плазменный С ЯО 1426334 ет соосно установ плазменную пушки но, круглый волно взаимодействия, к ввода и/или выво систему с адиабат телем магнитного торого вдоль вол В=В, ( 1+а с Й, а ) имодейстния до В, ввода и/или вывод =( /.) .(1- ,./ и масса электрона ленные электронную н 1 н 2 соотнетствен- . вод 3 пространства ольценое окно 4 да энергии, магяитную ическнм распредели- поля, индукция В коновода измением отв пространстве взав области окна а энергии, где В =о и,а ); е,ш - зарядсоответственно; а; а а- рабочая ота соответственно; с плазменного стол-, Ч-прибор имеет повыощность, 3 ил. и плазменная част а - внешний радиу ба, Плазменный СВ шенную выходную мИэабрете 5515 е относится к техникеплазменных и гаэараэрядцых приборови мажет бить использовано в плазменных СВ(Р-генер 51 торах и усилителях,в экспериментальных ус 1 лцо 515 ках сплаэмеццыми валцоведущ 1 Н 5 и системами,в частности для цсследов ишя плазмецЦО 51 У 11 К 015 ОГО В Э а 1 ЬМОДЕЙСТБИ Я и Т а Д вЦель 10 изобретенияявляется павьп 55 еш 1 е ВыхОднОЙ мощнОсти за счет сОГласОВац 5 я цлаэме 1 шых воли со свободнымпространствам,Р 1 а фиг, Р изображена устройство цапрцмерс 551 и мьцшаго СВЧ-генератора;ца Р 551 г, 2 в качестве 51 римера изображены дцс 51 ерсц 01 шые характеристикиверхцегцбрцдцых волц плаэмеццаго волцовада (Я - частота, Р 5 - продольноеВолнОВОГ. числО) 1 с 5 фл . 3 пак 1 занараспределе ше магцитнаго поля вдольустройства. Изобретение основано ца испольэо-15 анци ь 5 аг 5555 т 550 го поля для измененияфазово 55 скорости плазме 5 шых волц прилюбой геометрии плаэмеццаго столба:15 э 5 еце 5".50 поля позволяет осуществитьце 1)еход ца одной и той же частоте(см. а 515 Г,2) с одной дцсперсионцой характеристики (а) цз точки А, соответствующей ццз 5(о 55 Ааэовой скорости,ца другу 5 о ха ра к те рис т 55 К и ( Ь ) в точку В, соот 55 стству 5 о 51;у 5 о фазовой скорости, превышающей скорость света. Такай переход с одной дисперсионнойхарактеристики 51 а другую приводит ктому, чта плаэмецная волна с частотойЮ становится быстрой, нелокализованной в плазме ц легко переизлучается 4 Ов свободное пространство. Во избежание переиэлучеция волнь 1 в паразитные(любые волны, распространяющиеся вплазменном валнаваде) изменение па"ля должно быть адиабатическим как на 45длине волновода, так и ца длине окна,при этом длина волновада должна бытьтакой, чтобы ца этой длине поле изменилось от эцачеция, соответствующегонеобходимаь 5 у Д 51 я плаэмопучкового ТОВзаимодействия однородному полю, индук 5 ия которого В=В, (Р+ вв ), Дозцач ;пня В которое соответствует"отачк 5 с 11 а дисперс 550 цнай характерис ятике =-Р 5 с, Где с - скорость света,и параэитцай воЛнсоответственно;еВЫ = -- Гцрачастата;щ к - продольная координата;е - заряд электрона5 т 5 - ега масса.В частом случае для рабочей плазменной волны с в, =2,4 ближайшая паразитная иода имеет РР 5; =5,5.Лдиабатическае распределение полявдоль узла вывода в реальных магнитцых системах близко к линейному,Устройства можно применять как вприборах и установках с магнитным полем в пространстве вза 15 маде 55 ствия,так и в приборах беэ магнитного поляв прострацстве взаимодействия.СВЧ-прибор садеожит установленные соосна электронную 1 и плазменную 2 пупп(15 (см. фиг.Р), ВОлновоД 3пространства взаимодействия окно 4вывода энергии и коллектор 5. Волновод 3 установлен в однородном полесолецоцда б, а окно 4 " в адиабатически спадающем поле, Окна Ф можетбыть выполнено иэ любой 1 прозрачнойдля излучения керамики, однако во избежание переизлучеция в паразитныемоды целе"оабразно выполнить его ввиде Отрезка металлическойтрубы срасширяющ 5 в(ися вдоль оси щелями, эапалнецными ксрамикай, Угол раскрь 1"ва щелей выбирается из соотношения360" кРР 1где О - число щелей;1. - длина окна;з - координата вдоль окна,5 Лс. 55Для рабочей дпины волны Ъ =оо=3 см инДукЦия маГнитноГО паля в пространстве взаимодействия В=О, 3 5 Т51при плотности плазмы п=3,5 О смд радиусе плазменного столба а=2 смполе цд входном конце окцд полжцо равцлтьсл В =О, 2 9 Т, д цд вьгходном конце окцд В=0,2 3 Т црц длине окцд 1=10 см.гУстройство работает следующим образом.Электронный пучок возбуждает в плазменном столбе медленную плдзмецную вопну с фазовой скоростью, меньшей скорости света ца частоте определяемой условием сицхроцизид волны с электронным пучком. Плдзмецная волна распрострацяетсл по направлению к узлу вывода энергии цдпрдв-ление плазменной волны противоположно направлению распространения электронного пучка ), В спдпдюшеи магнитном поле в узле зыводд энергии цдруш.ется условие сицхронизма долны с пучком, вследствие этого частота плазменнойволцы в узле вывода энергии сохрдцле сл равной частоте в пространстве взаимодействия, в то же время в спадающем магнитном поле происходит измене цие фазовой скорости плазменной волны, при значении магнитной индукции В фазовая скорость достигает скорости света и волна перестает быть локализованной в плазме, идксимдльцал амплитуда полл а поперечцэи направлении смещена к окну и через него происходит излучение. 1.ри этом рас- пределение интенсивности излучения вдоль окна меняется; при В=В, она рдв 35 нд нулю, максимальна при некотором значении В.=В, начинал с которого дальнейшее увеличение фазовой скорости не приводит к повышению интенсивности из-за затухания плазиенцой вол 40 ны вследствие излучения. Прозрачндл для излучения труба является аналогом диэлектрической антенны вытекающей волны, Плазменный пучок и электронный пучок осаждаются на коллекторе 5 в неоднородном поле соленоида 6. Изпучеццдл волна представляет собсй волновой цучЬк и может трдлспортнровдтъсл с помощью квдзиоптической зеркальной пинии.В ряде случаев для предотврдщецил самовозбуждения генератора на пардзцтцых волнах целессобрдзца в адиабдтически спадающем магнитном поле соленоида 6 расположить ацдлогцчнъг 1 узел вывода энергии цд участке, прилегающем к коллектору,Формула изобретения 111 лдзмеццый СВЧ-прибор, содерждщгЛ ссосцо установленные электронную и плазменную пушки, круглый лолцовод пространства взаимодействия и состыкованное с ним окно ввода, и/или вывода энергии, магнитную систему с осевым магнитным полем и коллектор, о т л и ч д ю щ и й с я тсм, что, с целью повышецил выходной иощцости зд счет согласования плазменных волн са свободным пространством, окно вво" дд иилц вывода энергии выполнено кольцевым, в качестве магнитной системы использована система с ддцабати". ческии распределением магнитного по" ля, ицдукцил В (Т) которого вдоль волновадд изменяется от В=В 1+2йРс"+ в в , ) в пространстве взаииодйатвия до В, в области окйд ввода/выводя энергии2где В - Уо 1-- г)эо е ое,ш - заряд (К) и масса (кг)электрона соответственно;с - скорость света, и/с;Ы - рабочая частота, рад/с;Я 1 - плазменная частота рдд/с;а - внешний радиус плазменногостолба, и.Соотабитель Б, ЧеТехред А.Еравчук рректор С. Черн 1 актор Л Бер 3., аз 46 б изнодс.твена.:-влцграфическое предприятие г. Ужгород, ул Проектная,Тираж ИЫ 1 ПИ ГО суд по делай 11303"., ЬОскня, рота Зобр 1(-3Подпчсяоеиного, комитета СССРте шй и открытийРЯУшокаЯ кабр дв 4/5