Виркатор

Виркатор генератор, который способен генерировать короткие импульсы (VIRTual CAthode OscillaTOR) — это микроволновый перестраиваемых узкополосных микроволн на очень высоких уровнях мощности. Его применение в основном связано с радиоэлектронной борьбой путем создания помех электронному оборудованию, такому как радары или радиооборудование.

Типичный виркатор построен внутри вакуумированного резонансного резонатора или волновода . Электрод, холодный катод , на одном конце инжектирует интенсивный электронный луч , например, от генератора Маркса или генератора сжатия потока , опционально с подходящей схемой формирования импульсов , например, линией передачи Блюмляйна . Импульс имеет амплитуду в диапазоне сотен и более киловольт и длительность около 50-150 наносекунд. Электроны притягиваются к тонкому аноду , такому как алюминизированная ПЭТ-пленка или сетка из нержавеющей стали , который соединен с заземленным корпусом волновода. Устройство окружено магнитом . Из-за интенсивности электронного луча многие электроны проходят через анод в область за ним, образуя виртуальный катод . Электронный луч должен быть настолько интенсивным, чтобы превышать ток, ограничивающий объемный заряд 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. Такая конструкция может быть напрямую интегрирована с волноводом .

Частоты обычно находятся в районе 0,5-1,5, 2-6, 3 или 5-18 ГГц. Возможны и другие частоты. Более низкие частоты можно использовать для подавления связи, более высокие частоты можно использовать для разрушительного воздействия на электронику. ^[1]

Виркаторы использовались в качестве генераторов электромагнитных импульсов и для генерации рентгеновских лучей. ^{[ нужна ссылка ]}. Уровни мощности порядка 10 ¹⁰ до 10 ¹² Ватты возможны.

Конструктивным преемником виркатора является редитрон , имеющий более высокий КПД и более узкую полосу пропускания. ^[2]

Функция

Массивный короткий импульс высокого напряжения заставляет катод испускать интенсивный всплеск электронов по механизму полевой электронной эмиссии . 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 другом), поэтому они меняют направление и летят обратно к аноду только для того, чтобы снова пройти сквозь него, оттолкнуться катодом и притянуться к аноду. Быстро ускоряющиеся и замедляющиеся электроны, колеблясь взад и вперед между реальным и виртуальным катодом через сетчатый анод на микроволновых частотах, затем производят электромагнитное излучение.

Источники

^ Портативная электронная бомба будет испытана - IEEE Spectrum
^ Компания «Дайан Паблишинг». Импульсные мощные микроволновые лампы (HPM) и связанные с ними технологии . ISBN 9780941375962 .

Патент США № 4,345,220 , Мощный микроволновый генератор, использующий релятивистский электронный пучок в дрейфовой трубке волновода, Дональду Дж. Салливану, 1982 г.
Патент США № 4,730,170 , «СВЧ-генератор с виртуальным катодом, имеющим кольцевую анодную щель», Томас Дж. Т. Кван, 1988 г.
Дональд Дж. Салливан, «Генерация микроволнового излучения высокой мощности с помощью генератора с виртуальным катодом (виркатор)», IEEE Trans. Нукл. наук, том. НС-30, № 4, 3426-3428 (август 1983 г.) [1]
Томас Дж. Т. Кван, «Мощная когерентная микроволновая генерация с помощью колеблющихся виртуальных катодов», Phys. Жидкости 27 (1), 228–232 (январь 1984 г.)
Либор ДРАЖАН, Роман ВРАНА, «Осевой виркатор для приложений радиоэлектронной борьбы» [2]

[1] Портативная электронная бомба будет испытана - IEEE Spectrum

[2] Компания «Дайан Паблишинг». Импульсные мощные микроволновые лампы (HPM) и связанные с ними технологии . ISBN 9780941375962 .

[1]

[2]