Повышение эффективности гиротрона с длиной волны 4 мм за счет многоступенчатой рекуперации

В работе представлены результаты комплексного физического моделирования гиротрона средней мощности, работающего на длине волны 4 мм. Проведена оптимизация характеристик электродов и магнитных катушек в коллекторе с четырехступенчатой рекуперацией с учетом распределения электронов по координатам и скоростям. Эти распределения были получены путем траекторного анализа в электронно-оптической системе и расчета электронно-волнового взаимодействия в резонаторе гиротрона. Для снижения паразитного воздействия связок тороидального соленоида, используемого для создания азимутального магнитного поля в области коллектора, использован секционированный электронный пучок. Исследование показало, что можно получить общий КПД гиротрона около 79 %, что близко к максимальному значению, достижимому при идеальном разделении электронных фракций с разными энергиями, при условии, что ток отраженных от коллектора электронов не должен превышать 1 % от общего тока электронного пучка.