рушуваних мод.
Магнетрони можуть бути зроблені великого розміру, і тоді вони дають потужні імпульси НВЧ-енергії. Але у магнетрона є свої недоліки. Наприклад, резонатори для дуже високих частот стають настільки малими, що їх важко виготовляти, а сам такий магнетрон за своїх малих розмірів не може бути достатньо потужним. Крім того, для магнетрона потрібен важкий магніт, причому необхідна маса магніту зростає із збільшенням потужності приладу. Тому для літакових бортових установок потужні магнетрони не підходять.
5. Застосування
Магнетрони:
У радарних пристроях хвилевід приєднаний до антени, яка може являти собою як щілинний хвилевід, так і конічний рупорний опромінювач в парі з параболічним відбивачем (так звана В«тарілкаВ»). Магнетрон управляється короткими високоінтенсивними імпульсами напруги, що подається, в результаті чого випромінюється короткий імпульс мікрохвильової енергії. Невелика порція цієї енергії відбивається назад антені і волноводу, де вона направляється до чутливого приймача. Після подальшої обробки сигналу він, зрештою, з'являється на електронно-променевій трубці (ЕПТ) у вигляді радарної карти.
У мікрохвильових печах хвилевід закінчується отвором, прозорим для радіочастот (безпосередньо в камері для готування). Важливо, щоб під час роботи печі в ній знаходилися продукти. Тоді мікрохвилі поглинаються замість того, щоб відбиватися назад у хвилевід, де інтенсивність стоячих хвиль може викликати іскріння. Іскріння, триваюче досить довго, може пошкодити магнетрон. Якщо в мікрохвильової печі готується невелику кількість їжі краще поставити в камеру ще й склянку води для поглинання мікрохвиль.
У РЛС знаходять застосування коаксіальні магнетрони (КМ) з швидкою перебудовою частоти, що розширює тактико-технічні можливості РЛС.
В
Гіротрони:
Гіротрони дозволили освоїти весь діапазон міліметрових хвиль на високих рівнях потужності (~ 1 МВт в імпульсному і сотні кВт в безперервному режимах) з ккд ~ 30-40%. Це робить їх перспективними для низки енергетичних програм, зокрема для нагріву плазми в установках керованого термоядерного синтезу.
Сучасні потужні гіротрони для термоядерних досліджень здатні генерувати на частотах 30-170 ГГц випромінювання потужністю до 1 МВт з ККД 40-50% в імпульсах тривалістю до сотень секунд. Ці унікальні параметри забезпечуються формуванням потужного електронного потоку з гвинтовими траєкторіями часток в сильному магнітному полі і використанням надрозмірні циліндричних резонаторів з дуже високими робітниками модами (наприклад, ТЕ25.10.1). Найбільш потужні гіротрони оснащені штучними алмазними вихідними вікнами, високоефективними квазіоптичного перетворювачами робочої моди в параксіальної хвильової пучок і системами рекуперації залишкової енергії електронного пучка. Внаслідок виключно високій теплопровідності і дуже малих діелектричних втрат алмазні вікна гіротронов здатні пропускати НВЧ-випромінювання з потужністю більше 1 МВт. Прогрес у розробці чисельних методів аналізу та синтезу багатомодових електродинамічних систем дозволив в останні роки довести ефективність перетворення робочих мод вищих типів в гаусові хвильові пучки до дуже високих значень 97-98%, що необхідно для роботи приладу з великою безперервної потужністю. Використання в гіротронах колекторів з рекуперацією НЕ просто підвищує ККД, але і принципово спрощує реалізацію джерел живлення і системи охолодження колекторів. В експериментах вже продемонстровані принципові можливості отримання за допомогою гіротронов ще більшої безперервної потужності (1,5-2 МВт) і більш високого (60-70%) ККД. Для досліджень імпульсного теплового впливу НВЧ-випромінювання на металеві структури розроблений релятивістський гіротрон з потужністю 10 МВт в імпульсах тривалістю 1-2 мкс при ККД 50%. p> Іншим важливим напрямком у розвитку гіротронов для УТС є дослідження та розробка мегаватних приладів з можливістю ступінчастою перебудови частоти. Використання таких гіротронов в плазмових установках УТС могло б істотно підвищити ефективність систем електронно-циклотронних хвиль, а також спростити антенні системи установок.
