Создание малогабаритного источника субнаносекундных СВЧ–импульсов 8–мм диапазона длин волн с пиковой мощностью более 1 ГВт

Ранее, в 2002 г., в результате теоретических и экспериментальных исследований была показана возможность получения электромагнитных импульсов с пиковой мощностью, которая принципиально не ограничивается мощностью электронного пучка.

В 2003 г. данные исследования были продолжены и экспериментально исследована генерация сверхкоротких (в несколько ВЧ периодов) мощных импульсов СВЧ–излучения 8–мм диапазона длин волн с использованием компактного электронного ускорителя РАДАН–303БП с емкостным накопителем в виде двойной формирующей линии и дополнительным индуктивно–емкостным звеном сжатия с обостряющим разрядником. Ускоритель генерировал электронный пучок с длительностью 0.9 нс, фронтом 0.2 нс, с энергией электронов 290 кэВ и током 2.3 кА. Использован СВЧ–генератор типа черенковской ЛОВ с неоднородной замедляющей системой (число периодов гофрировки 25) и резонансным отражающим рефлектором. Продольное профилирование связи было усилено за счет декомпрессии электронного пучка на входном участке системы.

С учетом форм–фактора СВЧ–импульса, определенного с использованием детальной калибровки нелинейной характеристики СВЧ–детектора, и калориметрического измерения энергии импульса (300 – 410 мДж), максимальная мощность излучения на частоте 38 ГГц при напряженности ведущего магнитного поля 6.5 Т составляла 0.95—1.2 ГВт. Длительность импульса излучения составила около 200 пс. Эффективность преобразования кинетической энергии электронного пучка в энергию излучения оценивается в 20—30%. Таким образом, величина коэффициента конверсии по мощности составляет 1.5 ± 0.2. Общий вид установки представлен на рис. 2.

 

Рис. 2. Источник гигаваттных субнаносекундных импульсов излучения 8–мм диапазона длин волн.
Отдел физической электроники, заведующий — академик РАН Коровин Сергей Дмитриевич