Нелинейные явления при усилении электромагнитных волн интенсивными электронными потоками в многолучевых микроволновых усилителях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

На правах рукописи

САНДАЛОВ Александр Николаевич

Нелинейные явления при усилении электромагнитных волн интенсивными электронными потоками

Специальность 01.04.04 —физическая электроника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва - 2006

Работа выполнена на физическом факультете Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

Научный консультант: доктор физико-математических наук, профессор Канавец Василий Иванович.

Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических наук, профессор Кузьменков Леонид Стефанович,

Доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Майоров Сергей Алексеевич,

Доктор физико-математических наук, профессор Солнцев Виктор Анатольевич.

Ведущая организация: Московский инженерно - физический институт (государственный университет).

Защита диссертации состоится "21 " сентября 2006 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета № Д 501.001.66 в МГУ им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, г. Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ, д. 1, стр. 2, физический факультет, ауд. № 5-19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992 г. Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ, д. 1, стр. 2, физический факультет.

Ершов А.П.

Введение, актуальность темы диссертации. Проблема создания мощных генераторов и усилителей когерентного микроволнового излучения занимает значительное место в современной радиофизике.

Использование источников мощного микроволнового излучения в ускорительной технике, радиолокации и связи, гражданской и военной промышленности требует непрерывного повышения их выходных характеристик: выходной мощности, коэффициента полезного действия, расширения полосы усиливаемых частот.

Практическая реализация этих задач представляет собой сложную научную проблему, решение которой возможно лишь с привлечением численных методов исследования на базе современной вычислительной техники, подробного теоретического анализа физических процессов, происходящих в микроволновых генераторах и усилителях, и их экспериментального изучения.

Повышение выходной мощности микроволновых приборов неразрывно связано с увеличение энергии электронных потоков. Переход в релятивистскую область энергий, где исследования высокоэффективного взаимодействия приобретают другое качество, требует применения новых физических идей и технических решений. Разработка и создание релятивистских клистронных усилителей позволит значительно повысить выходные характеристики приборов и расширить область их применения.

Коэффициент полезного действия серийных микроволновых приборов с продольным взаимодействием не превышает 50%, и лишь отдельные экспериментальные образцы узкополосных клистронных усилителей имеют эффективность более 60%. Поэтому весьма актуальна разработка и создание усилительных устройств с коэффициентом полезного действия более 70%.

Расширение полосы усиления мощных клистронных усилителей до 10% — 14% стало особенно важным в последние годы в связи с необходимостью решения задач, связанных с передачей информации и решением энергетических проблем.

Основным элементом микроволнового прибора является электронный поток, важной характеристикой которого служит первеанс Р, определяемый отношением тока пучка 10 к ускоряющему напряжению У0:

Р = 10/у03/2. Первеанс определяет меру интенсивности потока. Интенсивными считаются потоки, у которых первеанс принимает значения, большие 10~8 -Ю-7 А/В3''2. Ввиду малости численного значения первеанса пользуются более удобной величиной - микропервеансом Р^,

определяемой как: Р^ = Р■ 106. Поэтому интенсивными будут потоки с

микропервеансом Рц более 0,01 - 0,1, а в интенсивных потоках важную роль играют силы пространственного заряда.

В мощных микроволновых приборах, таких как клистронный усилитель, лампа бегущей волны (ЛБВ) и др., микропервеанс обычно лежит в интервале от 0,5 до 10. Физические процессы, протекающие в этих приборах, становятся сильно нелинейными, а это накладывает жесткие требования на теоретические методы их анализа.

Увеличение выходной мощности микроволнового прибора Рцых = I0V0 = PVq''2 происходит за счет увеличения либо напряжения V0, либо первеанса электронного пучка Р. Поскольку повышение ускоряющего напряжения нежелательно, то необходимо увеличить микропервеанс электронного потока. Эта возможность была реализована в СССР С.А. Зусмановским и C.B. Королевым переходом к многолучевым электронным потокам и в дальнейшем П.В. Невским переходом к многолучевым многоствольным электронным потокам.

Исследованию физических процессов в мощных микроволновых приборах были посвящены работы многих авторов: в клистронных усилителях: И.Г. Артюха, В.И. Канавца, Ю.А. Кацмана, A.A. Кураева, Д.М. Петрова, A.C. Победоносцева, А.З. Хайкова, и др.; в ЛБВ: Л.А. Вайнштейна, A.M. Каца, В.М. Лопухина, В.А. Солнцева, Д.И. Трубецкова, М.Б. Цейтлина и др. Однако вопросы высокоэффективного взаимодействия до сих пор изучены недостаточно полно.

Основная цель настоящей диссертационной работы заключается в развитии теории самосогласованного взаимодействия переходного вынужденного излучения электромагнитных волн с интенсивными электронными потоками, основанной на учете динамики интенсивности пространственного заряда и экспериментальных исследованиях нелинейного высокоэффективного взаимодействия электромагнитных волн с интенсивными электронными потоками в мощных многолучевых клистронных усилителях.

Научная новизна результатов диссертационной работы. Развита теория высокоэффективного взаимодействия электромагнитных волн с интенсивными электронными потоками, основанная на учете динамики интенсивности пространственного заряда, которая позволила выявить ряд эффектов, открывающих пути реализации новых классов мощных многолучевых клистронных усилителей в том числе:

Расслоения электронного потока и его влияние на группирование электронов, способы его компенсации путем воздействия на электронный поток полями резонаторов основной частоты, разнозазорных резонаторов и резонаторов высших гармоник.

Динамической расфокусировки электронного потока и её влияние на

эффективность группирования, приводящей к повышению эффективности многорезонаторных клистронов.

Принцип высокоэффективного группирования в мощных многолучевых клистронных усилителях на основе пучков с пониженным значением первеанса, позволяющий реализовать приборы с полосой усиливаемых частот более 10% и эффективностью более 50%.

Программные комплексы Клистрон — МГУ и Арсенал - МГУ, созданные автором и под его руководством, позволяют методами вычислительного эксперимента провести анализ нелинейного взаимодействия электромагнитных волн с полями электродинамических структур в мощных клистронных усилителях от катода до коллектора.

На основе развитой теории и результатов вычислительного эксперимента предложены новые модели и принципы построения многолучевых клистронных усилителей.

Компенсация расслоения и реализация динамической расфокусировки электронного потока позволяют получить КПД 70% и более. Эксперименты, проведенные в отраслевых НИИ, привели к созданию многолучевых клистронных усилителей с указанной эффективностью. В этих экспериментах подтверждено действие резонаторов на второй гармонике осеювного сигнала в узкополосном режиме на эффективность устройства в целом, а в режиме широкополосного усиления на форму частотной характеристики.

Впервые в мире разработан релятивистский клистронный усилитель с термоэмиссионным катодом и периодической фокусирующей системой на постоянных магнитах. Испытания клистрона, проведенные в ИЯФ СО РАН, позволили получить на частоте 7 ГГц усиление входного сигнала до 50 дБ при эффективности более 50 % и выходной мощности около 2 МВт.

На многолучевом релятивистском генераторе получена выходная мощность более 30 МВт в трехсантиметровом диапазоне длин волн с длительностью импульса более 20 не и 10 МВт на длине волны 1,5 см.

Впервые реализованы релятивистские клистронные усилители, работающие на взрывоэмиссионных катодах. На релятивистском клистроне КМТ-1 получено усиление 26 дБ.

Обоснована возможность создания сверхмощного релятивистского многолучевого клистронного усилителя с выходной мощностью более 1 ГВт и длительностью импульса до 1 мкс.

Научная н практическая значимость. Разработаны математические модели и методы численного анализа нелинейных явлений в мощных многолучевых микроволновых приборах, позволяющие учесть кулоновское взаимодействие заряженных частиц, их трехмерное движение в электрических и магнитных полях при релятивистских и

нерелятивистских скоростях электронов и переменной структуре электромагнитного поля. Использование этих моделей послужило основой для реализации приборов с высокой эффективностью.

Созданные на основе этих численных моделей программные комплексы Клистрон - МГУ и Арсенал - МГУ используются в России, Франции, Японии и Китае для разработки и конструирования мощных и сверхмощных узкополосных и широкополосных клистронных усилителей.

На основе проведенных исследований высокоэффективного группирования электронов и энергообмена электромагнитного поля и электронного пучка в выходной системе с учетом кулоновского взаимодействия, влияния эффектов расслоения и динамической расфокусировки электронного потока созданы многолучевые клистронные усилители с эффективностью более 70%.

Физические принципы группирования электронов и энергообмена в широкой полосе усиливаемых частот использованы для разработки и создания широкополосных многолучевых клистронных усилителей. В длинноволновом диапазоне с полосой усиливаемых частот до 14% и в коротковолновом — до 8%.

Созданные на базе проведенных экспериментальных исследований релятивистские клистронные усилители могут быть использованы для проведения физических исследований в различных областях науки и техники.

Автор защищает следующие положения:

1. Развитие теории самосогласованного взаимодействия электромагнитных волн с интенсивными электронными потоками, основанной на учете динамики интенсивности пространственного заряда и экспериментальных исследованиях нелинейного высокоэффективного взаимодействия электромагнитных волн с интенсивными электронными потоками в мощных многолучевых клистронных усилителях.

2. Вычислительный эксперимент по анализу нелинейного взаимодействия электромагнитных волн с интенсивными электронными потоками на базе дискретных моделей электронного потока, который выявил ряд новых эффектов, включая эффекты расслоения и динамической расфокусировки электронного пучка. На его основе разработаны принципы высокоэффективного группирования и энергообмена в мощных узкополосных и широкополосных многолучевых клистронных усилителях.

3. Способы компенсации эффекта расслоения электронного пучка воздействием на электронный поток полями резонаторов основной частоты, их высших гармоник, разнозазорных резонаторов; влияния эффекта динамической расфокусировки электронного потока и их совместную реализацию для высокоэффективного группирования и энергообмена в многолучевых клистронных усилителях.

4. Разработку моделей, принципов построения и экспериментальную реализацию нерелятивистских и релятивистских многолучевых клистронных усилителей и многолучевого релятивистского генератора сантиметрового диапазона длин волн.

5. Экспериментальную реализацию принципа высокоэффективного группирования и энергообмена с учетом кулоновского взаимодействия, влияния эффектов расслоения и динамической расфокусировки электронного потока, приведшую к созданию многолучевых клистронных усилителей с КПД более 70%.

Апробация работы:

Материалы диссертации изложены более чем в 150 работах, среди которых 70 статей, и 5 обзоров, опубликованных в центральных журналах СССР, России и за рубежом, и более чем 80 докладов в трудах конференций, книге лекций по электронике СВЧ.

Материалы, изложенные в диссертации, доложены и опубликованы в трудах Всесоюзных, Всероссийских и Международных конференций, семинаров, симпозиумов и рабочих совещаний: на Всесоюзных научных сессиях, посвященных Дню Радио; Всесоюзных семинарах по колебательным явлениям в потоках заряженных частиц; Ломоносовских чтениях МГУ; Всесоюзных семинарах по методам учета сил пространственного заряда в электронных приборах СВЧ; на 3-й и 10-й зимней школе-семинаре по электронике СВЧ; Всесоюзных семинарах по релятивистской электронике; Симпозиуме по сильноточной электронике; Всесоюзной школе-семинаре «Физика и применение микроволн»; 2-й конференции по высокотемпературной диагностике плазмы (США-1978); 4-й, 6-й и 9-й Международной конференции по сильноточным электронным и ионным пучкам (BEAMS) (Франция - 1981, Япония - 1986, США - 92); на 9-й конференции по ЛСЭ (США - 1987); на рабочих совещаниях по Линейным Коллайдерам (LC) (Япония - 1990, Россия -1991, Япония -1995, Россия - 1997); на рабочих совещаниях по СВЧ источникам для Линейных Коллайдеров (RF) (Россия - 1992, США - 1994, Япония - 1996); на конференции по электромагнитным взаимодействиям (EUROEM - 1994, AMEREM - 1996), UHF (Россия - 1999, 2001); в Китае (2000, 2002); на Международном семинаре по современным проблемам вычислительной электродинамики — Санкт-Петербург 2004 г.

Диссертация состоит из 5 глав, введения, заключения, содержит 306 страниц текста, включающих 180 рисунков и библиографию из 600 наименований. Основные результаты диссертации опубликованы в 30 статьях, 23 докладах на конференциях, авторском свидетельстве на изобретение и книге лекций по электронике СВЧ [1-55].

Содержание диссертации

Во введении кратко описано современное состояние теории и практики разработки и создания мощных однолучевых и многолучевых клистронных усилителей. Особое внимание уделено методам и способам теоретического описания физических процессов, происходящих в мощных многолучевых клистронных усилителях при их практической реализации.

Содержится историческая справка по теоретическим и экспериментальным исследованиям, проведенным другими авторами. Кратко обсуждаются основные достижения в анализе нелинейных явлений при усилении электромагнитных волн интенсивными электронными потоками в многолучевых микроволновых приборах. Обосновывается необходимость проведения дальнейших исследований по повышению эффективности клистронных усилителей.

В первой главе описаны теоретические аспекты вычислительного эксперимента по взаимодействию интенсивного электронного потока и электромагнитного поля в мощных многолучевых микроволновых приборах и представлено описание физических процессов, происходящих в них. Основное внимание уделено нелинейным явлениям усиления сигналов в многолучевых клистронных усилителях.

Описываются типы интенсивных электронных потоков, способы их формирования и особенности прохождения в канале взаимодействия. Обсуждаются достоинства и недостатки однолучевых и многолучевых электронно-оптических систем и их реализация в широкополосных и узкополосных клистронных усилителях. Рассмотрена специфика фокусирующей системы для различных областей применения приборов.

Микроволновые приборы на продольном взаимодействии: мощный клистронный усилитель (рис. 1а), односекционная и многосекционная ЛБВ (рис. 16, в) и твистрон (рис. 1г) имеет четыре основных конструктивных элемента: электронную пушку, область взаимодействия, коллектор и магнитную фокусирующую систему. Эти приборы имеют общий основной элемент - резонатор. Это может быть однозазорный, двухзазорный либо многозазорный резонатор в клистронном усилителе, либо система связанных резонаторов в мощных ЛБВ и «сороконожка» или «клеверный лист» в твистроне.

Возможен и гибридный вариант (рис. 1д), который на входе содержит секцию ЛБВ или многозазорный резонатор, обеспечивающие ввод широкополосного сигнала, и высокоэффективный нелинейный группирователь, а на выходе - распределенную секцию ЛБВ, обеспечивающую широкополосный съем энергии усиливаемого сигнала. В

последние годы нашли широкое применение именно эти гибридные варианты.

Электронные пушки, системы фокусировки электронного пучка, коллекторы и окна ввода и вывода энергии являются общими для всех приборов с продольным электронным потоком. Главное отличие заключено в области взаимодействия.

В микроволновых приборах с продольным взаимодействием могут

протекать физические процессы, которые можно описывать линейной теорией в случае, например, многочастотного взаимодействия, слабонелинейной теорией в случае спиральной ЛЕВ и ЛЕВ на связанных резонаторах, работающей на границе полосы прозрачности, а также нелинейной теорией в случае мощных клистронных усилителей и ЛЕВ. Сложные электродинамические структуры могут быть описаны методами эквивалентных схем: четырехполюсниками либо

шестиполюсниками или, при прямом решении, уравнений Максвелла.

Приведены уравнения для линейной, слабонелинейной и нелинейной теорий микроволновых приборов. Описаны

усилителя (а), односскцпопиой ЛБВ (б), соответствующие дискретные

мпогосекциоиион ЛБВ (в), твистрона модели учета влияния сил (г) и гибридного прибора (д). пространственного заряда для

каждой из них и обоснована их применимость для различных режимов работы приборов с продольным взаимодействием.

Рассмотрены и обоснованы различные одномерные, двумерные и трехмерные модели электронного потока, которые применяются для анализа нелинейных и сильно нелинейных явлений в мощных многолучевых клистронных усилителях, описаны границы их применимости. Приведен краткий обзор программных комплексов, созданных другими авторами, используемых для расчетов микроволновых приборов.

В последние годы мощные клистронные усилители заняли ведущее место среди других микроволновых приборов. Отчетливо просматривается возможность дальнейшего увеличения выходной мощности при переходе к

релятивистским напряжениям электронного пучка и при использовании разных типов многолучевых конструкций.

Зависимость выходной мощности клистронных усилителей и п релтронов, работающих в

непрерывном (квадрат) и импульсном (треугольник) режимах от длины волны излучения в сантиметровом и дециметровом диапазонах (в скобках указан год публикации) представлена на рис. 2.

Основными параметрами, характеризующими мощность

клистронного усилителя, являются ускоряющее напряжение У0 и ток

ю'

10'

А I I М V Т 1ТТ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 И 1 1 1 I 1 ! ^

■ — непрерывный -

г 10 Г Вт режим

: (91) а - импульсный ~

- режим _ ф — релтрон

?(89)# • • =

- (98) А (85) 100 МВт

= ^(90)А(83) - А А (81) =

(94) А (70) ?

1МВт (83) =

----■----

5 (60) ■ ■ =

■ (83) (83) =

1 ■■ (83)

; (вз) Е

■ ... 1 ■ 1 1 . ■ ■ ■ ■ 1 ■■ ■■ 1 .........Г

10

20 30 40

Динка ВОЛНЫ, см

50

60

Рис. 2. Выходная мощность клистронных усилителей н релтронов в зависимости от длины волны излучения.

электронного

определяют

электронного

потока

1П

Они

микропервеанс

потока

величину которого, можно определить значение КПД прибора т), при оптимально сконструированном клистронном усилителе.

Теоретическая зависимость КПД (г),%) и экспериментальные данные

эффективности однолучевых и

80 ' 70 60 50 40

Многолучевые клистроны Д-ОДНОЛуЧСВЫС клигтроны • -Теория

V ▲

А \

и 1 ± Л Э Гц

Рис. 3. Зависимость КПД Г| % от микропервеанса Ри электронного потока.

многолучевых клистронных

усилителей от величины микропервеанса Рц на луч

электронного потока

представлены на рис. 3. Она была построена автором в 1975 году и опубликована в 1983 г. на основании оптимизационных расчетов, потребовавших

создания программного

комплекса Клистрон — МГУ, позволивших оценить

возможность получения

максимального значения КПД при различных значениях микропервеанса.

Экспериментальные данные соответствуют клистронным усилителям (однолучевым и многолучевым), созданным при участии автора, а также максимальным по КПД клистронным усилителям, разработанным в лабораториях мира.

Долгие годы, вплоть до опубликования сотрудниками НИИ Исток в 1993 году работ по многолучевым клистронам, данная зависимость на Западе считалась не соответствующей физике процессов клистронных усилителей, однако в настоящее время это наиболее популярная зависимость КПД от микропервеанса, отображающая реальные физические процессы, протекающие в однолучевых и многолучевых клистронных усилителях.

Зависимость КПД от микропервеанса является основополагающей при разработке и создании мощных узкополосных и широкополосных клистронных усилителей. Максимальная эффективность и полоса усиления клистронных усилителей достигаются при значениях микропервеанса менее 0,5, и оптимальном выборе длин труб дрейфа, электродинамических характеристик резонаторов и параметров сил пространственного заряда электронного пучка - соР/со и к = а • у0 /(со • гп ), где <йР - плазменная частота бесконечно широкого электронного потока, а - решение трансцендентного уравнения для электронного пучка радиуса гп в трубе дрейфа радиуса гт, у0 - скорость электронного пучка. Параметр а изменяется от 1,2 до 2,0, и его обычно полагают равным 2 в одномерных моделях электронного потока, в то время как значение данного параметра играет важную, если не сказать определяющую роль при сравнительном анализе экспериментальных и теоретических характеристик мощных приборов.

Рис. 4. Схема мощного многорезопаторпого (однолучевого или многолучевого) к'листроппого усилителя.

Мощный клистронный усилитель содержит электронную пушку (однолучевую, либо многолучевую), сложную входную систему, линейный усилитель, нелинейный группирователь, сложную выходную систему, коллектор и фокусирующую систему (рис. 4).

В зависимости от области применений входная система может содержать однозазорный резонатор, двухзазорный резонатор, секцию связанных резонаторов, однозазорный или двухзазорный резонатор с фильтровой системой. ................—

Линейный усилитель формирует полосу усиливаемых частот и требуемый уровень усиления и состоит из однозазорных или двухзазорных резонаторов, настроенных либо на основную частоту, либо её гармоники.

Нелинейный группирователь, ответственный за получение высокого значения КПД прибора и коррекцию его частотной характеристики, может включать однозазорные или двухзазорные резонаторы на основной частоте, либо ее второй гармонике, резонаторы с внешней нагрузкой и настройками, разнозазорные резонаторы и т.д. Количество резонаторов и длина прибора определяют необходимый уровень усиления и значение выходной мощности.

Выходная система, как и входная, может содержать однозазорный резонатор, двухзазорный резонатор, секцию связанных резонаторов и однозазорный или двухзазорный резонаторы с фильтровой системой. Для вывода мощности используются один или два волновода.

Коллектор может быть конвекционным или с рекуперацией. Его конструкция должна обеспечивать равномерное распределение отработанных электронов по поверхности коллектора. Однако, в связи с наличием остаточного магнитного поля в переходной к коллектору

области, это не всегда удается осуществить. Конструкции

коллекторов бывают аксиально-симметричными и несимметричными, что существенно затрудняет их теоретический анализ.

Фокусирующая система

клистронного усилителя осуществляет формирование и транспортировку электронного потока либо

соленоидальным магнитным полем (рис. 5а), либо магнитным полем на постоянных магнитах (рис. 5б-г). Фокусирующие системы на постоянных магнитах с

периодическим или реверсным характером изменения амплитуды магнитного поля обычно используются в многолучевых конструкциях клистронных усилителей, обеспечивая относительно высокие значения величины токопрохождения электронного потока в трубе дрейфа.

В

а» 2

/ >

-ъ) б)

в»1 / 1 \

"Вг - в) 2

Вгп —Л А А А А А А

-Б,

г)

Рис. 5. Распределение амплитуды продольного магнитного ноля Вг от продольной координаты г: соленоида (а) и фокусирующих систем на постоянных магнитах (б - г).

Максимальное токопрохождение электронного пучка в статическом и динамическом режимах работы обеспечивается однолучевой конструкцией клистронного усилителя при фокусировке соленоидальным магнитным полем.

Трубы дрейфа должны обеспечивать транспортировку электронного пучка без токооседания на стенки электродинамической структуры. Коэффициент заполнения трубы дрейфа электронным пучком обычно равен к = гп/гт = 0,7-0,8. Он зависит от величины фокусирующего магнитного поля, которое равно В = В7 /ВВг = 2,0-3,0, где ВВг - величина Бриллюэновского магнитного поля, минимального магнитного поля, необходимого для фокусировки электронного потока.

В мощных клистрон ных усилителях, особенно в приборах непрерывного действия, проблема формирования и транспортировки электронного потока стоит достаточно остро, и для обеспечения 100% токопрохождения, или близкого к этому значению, могут быть использованы трубы дрейфа переменного диаметра, последовательно расширяющиеся к выходной системе. Однако это приводит к неустойчивости электронного пучка, которая должна быть тщательно проанализирована.

При использовании в клистронных усилителях периодической фокусировки на постоянных магнитах и реверсной фокусировки, которые значительно изменяют характер формирования, транспортировки и токооседания электронного потока, по сравнению с соленоидальной фокусировкой, необходимо проведение тщательного теоретического анализа, учитывающего профиль фокусирующего магнитного поля и его влияние на динамический режим работы прибора.

Поэтому для исследования высокоэффективных клистронных усилителей необходимо анализировать физические процессы во всех его частях от катода до коллектора. Чтобы реализовать высокую эффективность в мощных клистронных усилителях необходимо подробное исследование нелинейных процессов протекающих в электронной пушке, линейном усилителе, нелинейном группирователе, выходной секции и коллекторе. Для этих целей на физическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова были разработаны программные комплексы Клистрон — МГУ и Арсенал — МГУ.

Программный комплекс Клистрон - МГУ 1,5—мерный. Взаимодействие электронного потока и электромагнитного поля реализовано на основе дисково-кольцевой модели электронного пучка. Клистрон - МГУ был создан автором для исследования физических процессов и конструирования мощных узкополосных и широкополосных клистронных усилителей с высоким КПД.

Данный программный комплекс прошел тридцатилетнюю проверку в ходе конструирования однолучевых и многолучевых клистронных усилителей различных модификаций, последовательно совершенствуясь и усложняясь. Клистрон — МГУ является первым программным комплексом, позволившим провести исследования влияния «эффекта расслоения» на процессы группирования электронов в многорезонаторных клистронных группирователях. С его помощью были разработаны и созданы однолучевые и многолучевые высокоэффективные клистронные усилители, как узкополосные, так и широкополосные. На его основе в МГУ был создан 2,5 — мерный программный комплекс Арсенал — МГУ, разработанный В.Е. Родякиным под руководством автора.

Арсенал-МГУ-2,5-мерный позволяет анализировать клистронные усилители, содержащие электронные пушки, как термоэмиссионные, так и на эффекте взрывной эмиссии, линейный усилитель и нелинейный группирователь, распределенные выходные структуры, конвекционные коллекторы и коллекторы с рекуперацией. Он основан на самосогласованном анализе движения заряженных частиц в электромагнитных полях при представлении электронного потока в виде «крупных» частиц. Арсенал - МГУ используется для моделирования физических процессов в клистронном усилителе от катода до коллектора при задании в качестве входных данных геометрических размеров прибора.

Программные комплексы Клистрон-МГУ и Арсенал-МГУ использовались и используются при разработке и создании высокоэффективных нерелятивистских и релятивистских клистронных усилителей в СССР и России, при конструировании мощных клистронных усилителей в Институте физики высоких энергий Японии (КЕК), в фирме Thomson Tubes Electroniques (Франция) и Институте Электроники КАН (Китай). Получено хорошее соответствие теоретических и экспериментальных данных.

Во второй главе описаны физические процессы в многорезонаторных устройствах с продольным взаимодействием. В частности рассмотрены особенности кулоновского взаимодействия и расслоения электронного потока в мощных клистронных усилителях и мощных ЛЕВ. Показано, что они существенно влияют на характер нелинейных процессов, протекающих в данных приборах.

Следует различать два предельных случая. При малых характерных длинах прибора L« Xq (где Xq - плазменная длина волны) расслоение

электронного пучка, в основном, определяется радиальным изменением высокочастотных полей электродинамических систем. Кулоновские силы обычно увеличивают расслоение потока. Лишь при определенных нелинейных режимах их можно использовать для уменьшения данного эффекта.

В приборах с большими характерными длинами (Ь > X )

скоростная модуляция достаточно мала, за исключением, может быть, конечного участка секции ЛЕВ. Почти на всем протяжении секции процессы являются линейными или слабонелинейными. Длительное взаимодействие электронов приводит к установлению картины нормальных волн электронного пучка, характеризуемой общим для всех слоев распределением высокочастотных полей в поперечной области. Расслоение проявляется как результат неодинакового возбуждения нормальных волн и обмена энергией между ними.

В мощных микроволновых приборах применяют сложные электродинамические системы. В связанных структурах с положительной и отрицательной дисперсиями может быть получена искусственная область непрозрачности. Области непрозрачности возникают также при взаимодействии нескольких типов волн в одной электродинамической системе.

Использование искусственных областей непрозрачности весьма заманчиво, так как позволяет реализовать преимущества, присущие ЛБВ с запредельным усилением, когда мощный электронный пучок может «открыть» секцию ЛБВ и расширить полосу усиливаемых частот. Это также привлекательно использовать в клистронных усилителях высокого уровня выходной мощности, когда электронный пучок, возбуждая выходную секцию типа связанных резонаторов, обеспечит широкополосное усиление выходного сигнала.

Дискретное взаимодействие колебаний и волн в цепочках шестиполюсников с электронным пучком было проанализировано матричным методом. При этом электронный поток мы заменяем цепочкой шестиполюсников. Система, поток и сложная замедляющая структура представляют собой цепочку восьмиполюсников. Матричный метод позволяет найти собственные волны ЛБВ, учесть граничные условия, получить различные характеристики устройства.

В мощных ЛБВ, на частотах вне рабочей полосы, иногда происходит паразитное самовозбуждение, которое можно ликвидировать вспомогательной замедляющей структурой (ЗС), вносящей дополнительные потери.

Среди возможных типов связи основной и дополнительной ЗС для внесения потерь наиболее удобна активная связь с затуханием, так как при этом отбор энергии сопровождается экспоненциальным изменением полей с расстоянием, и нет периодичности в перекачке энергии. Она может быть получена при взаимодействии двух электродинамических систем с положительной и отрицательной дисперсиями.

Экспериментальные исследования (проведены В.И. Юрьевым и А.И. Трифоновым) обнаружили значительное уменьшение ширины полосы

связи при малых зазорах (Д<5 мм) основной и дополнительной ЗС. Расхождение между данными эксперимента и теории связано с тем, что при сильной связи между линиями происходит изменение структуры полей основных гармоник, что требует дальнейшего уточнения использованных при теоретическом анализе эквивалентных схем. Такое уменьшение области связи делает нецелесообразным использование систем связанных линий, в которых величина параметра нарастания волн а > 0,2 см"1.

Рассмотренная электродинамическая система была использована при создании макета ЛБВ. В разработанном приборе дополнительная система предназначалась для подавления паразитного самовозбуждения на обратной волне. Этот вид паразитных колебаний характерен для ЛБВ с ЗС "кольцо-стержень". Правильность настройки секций макета контролировалась измерениями Ксти и затухания на частотах самовозбуждения.

Паразитное самовозбуждение изменяет ход амплитудных характеристик ЛБВ без дополнительной ЗС, приводит к своеобразному гистерезису при последовательном уменьшении, а затем увеличении

мощности сигнала на входе (рис. 6, кривая 1). С введением дополнительной ЗС гистерезис исчезает, амплитудная зависимость становится типичной для ЛБВ без самовозбуждения (рис. 6, кривая 2).

В теории многочастотных процессов микроволновых приборов наряду с методикой фундаментальной частоты успешно развивается метод близких частот, основанный на представлении сложного сигнала в виде квазигармонического колебания с

медленноменяющимися амплитудой и фазой. Он пригоден для исследования весьма узкого спектра, когда свойства приборов не зайисят от частоты. Преобразование сложных сигналов с дискретным спектром рассматривалось на основе приближенных теорий,

характеризующихся упрощенным

рассмотрением сил кулоновского взаимодействия.

Нами была развита приближенная нелинейная теория приборов с продольным взаимодействием электронного потока и электромагнитного поля, основанная на разложении переменных величин в кратные ряды Фурье.

В качестве примера рассмотрим мощный пягирезонаторньш клистрон, на вход которого подаются два сигнала с различными частотами.

Рис. 6. Зависимость выходной мощности ЛЕВ ОТ ВХОДНОЙ МОЩНОСТИ.

Система аксиально-симметричная и фокусируется большим магнитным полем. Частоты сигналов со10 и ш0, лежат в полосе пропускания прибора. Нелинейный характер процессов взаимодействия приводит к образованию на выходе клистрона сигнала со сложным дискретным спектром, частоты которого связаны соотношением юпт = пю10 + тш01, где пит- целые числа (п,т = 1,2,...,М,М).

«Вц+»га т

o,J -

Им та о.

100

0,994

0,993

а)

1,002

дВ

C0.2J

4 = 0,4 •/. ™2Г1

«>3Г2

0,990 0,994

дБ

0,993 б)

1,002

03-24

м2г[

1,006 — Ы Q

5 = 0,2%

«>3,2

0,990 0,994

1,002

1,006 — О>о

0,998 В)

Рис. 7. Схема клистрона (а) типичные теоретические выходные спектры К„, комбинационных составляющих при различных расстройках % между входными

При теоретическом анализе этих режимов учитывались от 4 до б составляющих ряда Фурье угла пролета 010> öd» е2о> ео2. (e2,-i'°-2.i)- в спектре конвекционного тока учитывались 8 компонентов 1ш, 101, 102> Ьо» b.-i> 'i.-z» I3 2, I_2 3. На рис. 7 приведены типичные выходные спектры Knm =10lgPnm/P0 комбинациош1ых составляющих при различных расстройках £, = Дсо/со • 100% между входными сигналами. Изменение расстройки § от 0,4% до 0,2% приводит к соответствующему сужению спектра комбинационных составляющих,

лежащих в полосе пропускания прибора. Амплитудные соотношения в спектрах в пределах полосы пропускания

сохраняются. В дальнейших расчетах % полагалась равной 0,16%.

Исследования показали, что имеет место эффект подавления мощным сигналом более слабого. На рис. 8 этот эффект хорошо прослеживается на изменении комбинационных компонент конвекционного тока 1пга вдоль прибора.

При равенстве входных мощностей различие в поведении спектральных компонент конвекцпинтлх» -тою., соответствующих независимым частотам со10 и со0,, незначительно и обусловлено частотной зависимостью характеристик

сигналами (б, в).

прибора. Если один из сигналов значительно превышает второй, то имеет место преимущественное усиление более мощного сигнала, а амплитуда другого падает по сравнению с первым случаем. Обобщающие зависимости выходной мощности основных сигналов на частотах ш,0 и

со0) для ряда фиксированных значений входной мощности Р,(оХ) и изменением Рщх) приведены на рис. 8.

4 N1

ргэ

1]Ш» 1,0- Р<"1 1 10

0,80,6- (их) Г 01=3

0,4 -

0,2-

0

рез

Рис. 8а. Зависимость амплитуд гармоник тока 1пт по длине прибора от номера резонатора N при одинаковых (слева) и различных (справа) значениях входной мощности 1-го н 2-го сигналов соответственно.

ОД 0,2 0,3 0.4 р<»^104

01 О-1 Г.Гйо'

Рис. 86. Амплитудная зависимость выходных значении мощности прн фиксированных значениях входной мощности 1-го сигнала и изменении входной мощности 2-го енгнала (кривые сверху вниз Р,*"' = 0; 5 • 1СГ5; 1,5-Ю-4;2,5-10"*) (слева); Зависимость мощности боковой комбинационной составляющей К2_,, от изменения входной мощности 2-го сигнала Р0("' при различных фиксированных значениях мощности 1-го сигнала (справа).

Увеличение входной мощности сигнала на частоте со0,

приводит к возрастанию выходной мощности этого сигнала и падению мощности второго сигнала Р,'"'. Происходит перекачка мощности слабого сигнала в более мощный сигнал. Из графика (рис. 8) можно определить уровень входной мощности Р^"', при котором мощности выходных сигналов будут одинаковы.

При взаимодействии двух сигналов в клистронном усилителе, аналогично преобразованию сигналов в ЛЕВ, происходит подавление мощным сигналом более слабого. Уровень комбинационных

составляющих в полосе прибора при определенном соотношении мощностей входных сигналов может быть не менее - 30 дБ.

В третьей главе приведены исследования нелинейных процессов при усилении электромагнитных волн в высокоэффективных клистронных усилителях.

Эффект расслоения в клистронных усилителях. Рассмотрены результаты оптимизации параметров многорезонаторного клистронного усилителя, направленной на достижение максимума показателя качества группирования.

Картина траекторий электронов в оптимизированных группирователях с различным числом резонаторов примерно одинакова. В конце всех областей дрейфа, кроме последней области, наблюдается группировка электронов пучка с образованием двух сгустков. В последней области дрейфа отмечается значительное уменьшение переменной составляющей скорости большинства медленных электронов.

Траектории электронов в трехрезонаторном группирователе представлены на рис. 9а. В первой области дрейфа видно характерное

Ф

5 4 3

"фазовое расслоение" сгустка. Центральные электроны

группируются примерно в центре области дрейфа, крайние - в конце этой области. Во второй области дрейфа фазовое расслоение несколько

уменьшено.

Это происходит потому, что крайние электроны, подлетающие к сгущению заряда, быстро тормозятся, а разряжение в центре сгустка на входе в область способствует

увеличению времени

группирования центральных

т 1.6 1,2 т 0,8

0,4 0

I ____

ов- !

/0)

ОД

0,2

0,3

0,4 г! А.„

Рис. 9. Траектории электронов в трехрезонаторном группирователе (а) и амплитуда первой гармоники тока I, /10 и КПД г)^ (б) от продольной координаты х/\

электронов. В последней области дрейфа образуется плотный сгусток с малым разбросом скоростей. Такой процесс группировки имеет место при достаточно больших длинах участков дрейфа, и резонаторы клистронного усилителя должны помещаться за максимумом амплитуды тока первой гармоники (рис. 96).

Фазовые траектории электронов (рис. 9а) несколько несимметричны, что является характерной особенностью группирования электронов при конечных значениях первеанса, сопровождающейся переходом кинетической энергии электронов в потенциальную энергию сгустка. В отсутствие сдвигов фаз между переменным полем зазора и первой

гармоникой тока замедление пучка в процессе группировки приводит к появлению дополнительного разброса скоростей. Выясненные общие

закономерности группирования

позволили провести оптимизацию группирователей клистронных

усилителей с различным числом резонаторов.

На рис. 10 приведены зависимости максимальных значений амплитуды первой гармоники тока, показателей качества группирования Л„ и Лгр, величины у0(г)/у0 и минимальной скорости электронов утш (г) па выходе группирователя от числа резонаторов Мр>я.

N.

2 3 4 3 6 ГТу...

Рис. 10. Зависимости максимальных

значений амплитуды первой гармоники тока I, /210 , показателей

качества ц,, и г)^, величины \0{г)/\„ и минимальной скорости электронов на выходе группирователя от числа резонаторов клистрона

При увеличении * -ри показатель качества группирования

группирования Лгр стремится к

т| увеличивается и приближается к 0,9. Показатель качества

некоторому пределу, определяемому

замедлением пучка у0(г)/у0 . Таким образом существует, определяемое первеансом, максимальное значение электронного КПД клистрона, которое нельзя превысить увеличением числа резонаторов.

I, 1 Ах

\ 0,2

ОД

0

3 N. V4 Г»р=6

4 N 5 \

'Д1>

Рис. 12. Оптимальные длины труб дрейфа от номера дрейфа.

Рис. 13. Оптимальные напряжении на зазорах от номера дрейфа.

Рис. 11. Зависимость амплитуды первой гармоппкн тока от номера дрейфа.

Амплитуда первой гармоники тока в сечениях, где находятся резонаторы, с увеличением номера резонатора возрастает (рис. 11). С увеличением Кр амплитуда первой гармоники в сечениях,

соответствующих одному и тому же номеру резонатора, уменьшается.

Нормированные оптимальные длины труб дрейфа Д г/А,ч при

различном числе резонаторов (рис. 12) последовательно уменьшаются (Хч =2ду0/юр л/1 + к2 - длина волны плазменных колебаний), а оптимальные напряжения в зазорах резонаторов Уп/У0 (рис. 13) нарастают. Величины Дг/Х и Уп/У0 изменяются монотонно. Как следует из рис. 13, усиление в оптимизированном группирователе мало (нужно учесть, что в выходном резонаторе У/У0 ~ 1).

Для увеличения усиления нужно добавить каскады в линейный усилитель, например, добавить один каскад, образованный входным резонатором и трубой дрейфа. Оптимальная длина трубы дрейфа будет близка к Я.ч/4, т.е. меньше следующей длины Д г23 = 0,28)^.

Оптимальная группировка электронов в многорезонаторных клистронных усилителях с резонаторами, настроенными на основную частоту сигнала, достигается за счет использования нелинейного волнового процесса в удлиненных областях дрейфа. На выходе труб дрейфа, кроме последней, образуются двугорбые сгустки с повышенным содержанием второй гармоники тока.

Длины труб дрейфа можно сократить, если ввести дополнительную модуляцию пучка на частоте второй гармоники полями специальных резонаторов. В результате получается оптимизированный группирователь с "короткими" трубами.

Роль дополнительных резонаторов сводится не только к улучшению группировки электронов в сгусток. Бессеточные зазоры резонаторов основной частоты и частоты второй гармоники имеют различное распределение коэффициентов электронного взаимодействия по радиусу. Комбинируя резонаторы, изменяя амплитуды и фазы их полей, можно получить компенсацию эффекта расслоения - неоднородности группирования электронов в различных слоях.

Напряженность поля резонатора на второй гармонике более быстро спадает к центру пучка по сравнению с изменением напряженности для резонатора основной частоты. Компенсация расслоения объясняется существованием, при определенных условиях, обратной зависимости координаты максимума амплитуды первой гармоники тока от разности потенциалов в зазоре резонатора второй гармоники.

Анализ влияния поля второй гармоники на группировку электронов в приближении дисковой модели позволил найти условия улучшения группирования и существования необходимого смещения максимума по координате.

С физической точки зрения, компенсация расслоения возможна из-за двух противоположных процессов: увеличения длины участка группирования с возрастанием напряжения двойной частоты и

уменьшения этой длины с увеличением напряжения основной частоты.

Расслоение может значительно ухудшить качество группировки. Его можно уменьшить специальными мерами, например, дополнительным воздействием на пучок полем резонатора, возбуждаемого на частоте второй гармоники сигнала. Наряду с компенсацией расслоения это воздействие способствует улучшению группировки электронов. При дополнительной модуляции компенсация расслоения обеспечивается возможностью регулировки воздействия на отдельные слои.

Компенсация расслоения должна проявиться также и в многорезонаторной системе с дополнительным воздействием на частоте второй гармоники. Были рассмотрены многорезонаторные группирователи и определены режимы, характеризуемые максимальным значением показателя качества и возрастанием координаты максимума показателя качества с увеличением напряжения в зазоре дополнительного резонатора.

Фазовые траектории электронов в трехрезонаторном группирователе для режима, соответствующего максимальному значению показателя качества (1,3/*.ч = 0,21) приведены на (рис. 14а). Характерной

особенностью группирования является образование в конце второй области дрейфа двух сгущений траекторий и уменьшение плотности заряда в центре сгустка.

1о 1,5

1,0

0,5

1 ^__I,

/! I.

---X !

¿и

а) б)

Рис. 14 а) Фазовые траектории электронов в трехрезонаторном группирователе; б) Зависимости амплитуд первых двух гармоннк тока от продольной координаты.

Картина траекторий в конце второй и в третьей областях подобна картине траекторий на соответствующих участках дрейфа оптимизированного группирователя без дополнительной модуляции. Это означает, что механизм уменьшения расслоения в обоих случаях аналогичен и связан с образованием двугорбого распределения тока по фазе.

Различие в начальных процессах определяет различие в ходе зависимостей амплитуд первой и второй гармоник тока от расстояния. Зависимость амплитуды первой гармоники тока 1,/10 от продольного расстояния г/Хц сглажена, в первой и второй областях дрейфа отсутствуют максимумы амплитуд первой гармоники тока 1,/10 (рис. 146).

В системах с укороченными трубами дрейфа желательно использовать модуляцию на второй гармонике основного сигнала. В этом случае улучшение группировки и уменьшение расслоения может наблюдаться при использовании одного дополнительного резонатора.

Таблица 1

Напряжение пучка 14 кВ 50 кВ 8.6 кВ 6.4 кВ

Ток пучка 2.5 А 2.5 А 3.65 А 6.8 А

Число лучей 7 1 18 36

Микропервеанс 0.215 0.223 0.254 0.369

Частота 710 МГц 2.45 ГГц 2.45 ГГц 1.95 ГГц

Длит, импульса 2 мкс Непр. Непр. 2 мкс

Кол-во резонат.

на частоте - а> 6 6 6 6

на частоте - 2т 1 2 1 -

Входная секция Резон. Резон. Резон. Фильтр.

Вых. секция Двухзаз. Однозаз. Однозаз. Фильтр.

Фокусир.система соленоид соленоид МПФС МПФС

Магн. поле. 400 Гс 800 Гс 1000 Гс 2000 Гс

Коллектор Конвекц. С рекупер. Конвекц. Конвекц.

КПД

Проект 80% 70% 75% 40 %

Эксперимент 78% 65-70 % 70-75 % 40%

Вых. мощность 28 кВт 87 кВт 23-25 кВт 18кВт

Полоса 1.5 % 2.0 % 2.5 % 15%

Усиление 50 дБ 60 дБ 60 дБ 50 дБ

Коллективы МГУ-ТОРИЙ МГУ-КОНТАКТ МГУ-ТОРИЙ МГУ-ТОРИЙ

В табл. 1 приведены результаты испытаний клистронных усилителей, которые сначала были предложены и исследованы автором теоретически, а затем реализованы экспериментально.

Результаты предварительных теоретических исследований обсуждались с экспериментаторами, проводился выбор возможных значений общих параметров клистронного усилителя: волновых сопротивлений резонаторов, добротностей, особенностей магнитной системы, входных и выходных устройств. Затем осуществлялось численное моделирование выходных характеристик приборов, и проходила их коррекция и изготовление.

Рис. 15. Высокоэффективный клистрон с КПД в нагрузке 78 %.

После получения экспериментальных данных, осуществлялась минимальная коррекция параметров, которые в данной конструкции могли

изменяться.

В первом столбце табл. 1 представлены параметры мощного клистронного усилителя, созданного в 1974 году выдающимся экспериментатором Сергеем Владимировичем Лебединским.

Клистрон содержал восемь резонаторов, один из которых был настроен на вторую гармонику основного сигнала. Электронно-оптическая структура имела семь электронных потоков и соленоидальную магнитную систему, которая была реализована прямо на электродинамической системе клистрона (рис. 15). На данном клистронном усилителе был впервые в мире реализован КПД в нагрузке 78%.

Во втором столбце табл. 1 представлены параметры клистронного усилителя, созданного С.Н. Голубевым. Поскольку этот прибор работал в непрерывном режиме с выходной мощностью до 100 кВт, то его электронно-оптическая система была однолучевой с фокусировкой соленоидальным магнитным полем. Для повышения значения выходной мощности, ширина выходного зазора была взята больше теоретического значения, чтобы предотвратить возможный пробой в выходной секции. В клистроне применена одноступенчатая рекуперация электронного потока, которая позволила повысить эффективность на 3%. Экспериментальное значение КПД достигало 65-70%.

Клистронный усилитель, параметры которого приведены в третьем

столбце табл. 1 конструировался как первый вариант прибора (разрабатывался под руководством И.Г. Артюха) для разрезного микротрона МГУ непрерывного действия (рис. 16). Он был рассчитан и изготовлен в МГУ, а его испытания были проведены в НИИ «Титан». Электронно-оптическая система содержала восемнадцать электронных потоков, которые

формировались магнитно-периодической фокусирующей системой (МПФС). Экспериментальное значение КПД составляло 70-75%.

Все описанные выше клистронные Рис. 16. Вариант клнстрона для усилители имеют узкую полосу разрезного мнкротрона МГУ. усиливаемых частот, кроме прибора, параметры которого приведены в последнем столбце табл. 1 (разработчик С.А. Абанович). Данный прибор имел полосу усиливаемых частот 15%. В этом мощном широкополосном клистроне использовались входное и выходное устройства в виде фильтра, а электронно-оптическая система имела тридцать шесть электронных потоков, фокусируемых МПФС. Экспериментальное значение КПД достигало 40%.

Таким образом, проведенные теоретические и экспериментальные исследования по созданию высокоэффективных клистронных усилителей позволили разработать и реализовать на практике приборы с эффективностью более 75 % в нагрузке.

В четвертой главе описаны исследования физических процессов в широкополосных клистронных усилителях. Ранее были созданы мощные широкополосные клистроны с КПД 30% и полосой от 2 до 10% в зависимости от рабочего диапазона частот и уровня выходной мощности.

Ш.п'АЛма (»и тема

: и и и ГХ1Г Л П Г ГЦ

Угшппыи. ' Нглинпии.ш I } LILUIIC.11. ipyilllupuUI.lC.Tb

0,36 | 0,1Я I 0.10 I 0,111

Л 111- /5\ тт

уд* ' V

1,0 ш/шп

Рис. 17. Схема клпетропного усилителя (а) и частотные характеристики линенпых

усилителей (б - г).

В многорезонаторном клистроном усилителе можно выделить три области со специальными функциями: усилитель слабых сигналов, нелинейный группирователь и выходную систему (рис. 17). Резонансные частоты усилителя находятся в рабочей полосе.

Резонаторы нелинейного группирователя отстроены за пределы полосы. В группирователе создаются плотные сгустки с малым разбросом скоростей. В выходной системе осуществляется эффективный отбор энергии от электронного потока во всей полосе частот.

В широкополосных приборах с низким уровнем КПД нелинейный группирователь, как правило, состоит из одного резонатора. В широкополосном клистроне с высоким КПД уменьшение сил кулоновского расталкивания должно сопровождаться увеличением электронной нагрузки выходных резонаторов.

Эти требования противоречивы и не могут быть выполнены при использовании одного аксиально-симметричного пучка. Разрешение противоречия возможно при переходе к многолучевым потокам, которые могут быть плоскими и кольцевыми, состоять из отдельных, расположенных рядом или разнесенных на расстояние порядка длины

Рис. 18. Распределенные интенсивные электронные потоки.

волны, пучков. На рнс. 18 приведены примеры поперечных сечений распределенных потоков: 1,2— тонкие кольцевые потоки в круглой трубе дрейфа и коаксиальном волноводе; 3 — многолучевой пучок; 4 — многолучевой пучок в коаксиальном волноводе; 5 - многоствольный, многолучевой пучок.

Электронная нагрузка выходного резонатора зависит от тока пучка . 10 ив динамическом режиме

Лг1 '"Ч^ * #1 /^Ж^к ^ близка к проводимости потока УУу / ' V®«!*/ №0В® по постоянному току О0. При

^ увеличенной проводимости

/•••Ч I 1 5 обеспечивается низкая

{\ 2 4 нагруженная добротность

выходного резонатора,

необходимая для энергообмена в широкой полосе. Для получения высокого КПД амплитуда напряжения на зазоре выходного резонатора должна находиться в пределах |Увых|/у0 = 1,0-1,2. В широкой рабочей полосе частот трудно

осуществить высокоэффективный энергообмен электронного потока и электромагнитного поля при помощи одиночного выходного резонатора. В связи с этим используются двухзазорные резонаторы, цепочки связанных резонаторов или волноводные фильтры. Для практической реализации зачастую наиболее пригодна фильтровая система, которая может состоять из активного и пассивного резонаторов и позволяет реализовать полосу до 10% с сохранением высоких значений КПД.

При разработке широкополосных клистронов полоса усиливаемых частот обычно задана и должна быть реализована по возможности меньшим числом резонаторов. В таких приборах зачастую нет четкого разделения на линейный усилитель и нелинейный группирователь.

С увеличением общего числа резонаторов предпоследние из них могут быть отстроены далеко за границу полосы с целью получения оптимального значения их импеданса на всех частотах. В этом случае они выполняют функции чисто нелинейного группирователя. Для получения высоких КПД необходимы, по крайней мере, два отстроенных резонатора.

Приведенные рассуждения показывают, что наиболее рациональной конструкцией широкополосного клистрона с высоким КПД и полосой до 5% является шестирезонаторная конструкция, включающая три резонатора усилителя, два резонатора нелинейного группирователя и выходной резонатор (рис. 19).

Исследования, проведенные различными теоретическими методами, позволили оценить параметры конструкции, рабочую полосу, усиление и уровень выходной мощности четырех-, пяти- и шестирезонаторных

приборов. Они подтвердили, что с целью получения повышенных значений КПД необходимо рассматривать, прежде всего, шестирезонаторную конструкцию с резонаторами основной частоты.

а) б)

Рис. 19. Третий тип группирования электронов в клистроне.

Исследования клистронного усилителя с выходной электродинамической системой в виде трехзвенного фильтра, состоящего из активного и двух пассивных проходных резонаторов, показали, что в данной конструкции линейным усилителем являются первые три резонатора, а четвертый и пятый резонаторы - нелинейный группирователь.

В результате проведенных теоретических и экспериментальных работ (экспериментальные работы проведены И.Г.Артюхом) была создана конструкция широкополосного шестирезонаторного клистронного усилителя с полосой 2,5% и КПД до 60%. Настройка прибора на максимум выходной мощности в точке полосы дала значение КПД в нагрузке 75%.

Фокусировка пучка в экспериментальном макете осуществлялась двухреверсной магнитной системой. Токопрохождение в статическом и динамическом режимах составило соответственно 93% и 77%.

Эффекты расслоения в широкополосном клистроне на краях полосы усиления выражены по-разному. На высокочастотном краю полосы усиления они выражены слабо, а на длинноволновом определяют КПД клистрона. В результате проведенных исследований установлена роль нелинейных и пространственных (в приближении расслоения) эффектов на формирование амлитудно-частотной характеристики.

Установлено, что уменьшение КПД клистрона при широкополосной настройке на длинноволновом краю полосы усиления может быть объяснено расслоением электронного потока, возникающим в пространстве дрейфа от второго до последнего резонатора.

В последние годы весьма актуальными задачами стали разработка и создание широкополосных (полоса усиливаемых частот до 10 %) и сверхширокополосных клистронов (полоса усиливаемых частот более 10%). Такие задачи успешно решаются в содружестве с Институтом Электроники КАН при участии автора диссертации. Экспериментальные

исследования широкополосных и сверхширокополосных клистронов проводятся в Институте Электроники Академии наук Китая, а теоретические исследования в МГУ им. М.В. Ломоносова.

Результат группирования электронов в широкополосном клистронном усилителе можно увидеть на зависимости амплитуд первой 1,/10 и второй 12/10 гармоник тока и КПД - т| от продольной координаты г. При получении равномерной выходной характеристики эти зависимости имеют примерно одинаковое амплитудное значение, что говорит об аналогичном характере группирования электронов практически во всех точках полосы.

0 5 10 15 20 25 30 Ъ, СМ

Рис. 20. Амплитуды первой 1[/1в и второй 12/10 гармоник тока и КПД г) на частоте Г = 1,185 ГГц.

В качестве примера приведены результаты исследования широкополосного клистрона с полосой 10%. Анализ поведения амплитуд первой 1,/10 и второй 12/10 гармоник тока и КПД т] на частотах Г = 1,25 ГТц (центральная частота) и Г = 1,335 ГГц показал, что характер их поведения на центральной частоте и на частоте находящейся с правого края полосы усиления, практически совпадают. В то же время характер поведения гармоник тока на частоте Г = 1,185 ГГц, находящейся с левого края полосы усиления (рис. 20), отличается от характера поведения гармоник тока на центральной частоте и на частоте, находящейся с правого края полосы усиления.

Для выяснения причины такого различия был проведен анализ токопрохождения электронного пучка в трубе дрейфа.

Он показал, что при работе клистронного усилителя на центральной частоте { = 1,25 ГТц (рис. 21) и на частотах выше ее (Г = 1,335 ГТц), осаждение электронного пучка в выходном резонаторе не наблюдается, однако на этих частотах происходит заметное увеличение пульсаций пучка по радиусу, а также увеличение радиуса пучка после шестого резонатора.

На рис. 22 представлена картина токопрохождения на левом краю полосы усиления на частоте Г = 1,185 ГТц. Видно, что коэффициент заполнения пучка равен ~ 0,5, пучок имеет малые пульсации, увеличение радиуса пучка наблюдается в области выходного резонатора и после него происходит осаждение пучка на трубу дрейфа, что и является причиной различия в характере поведения амплитуд гармоник тока.

В отсутствие в приборе токооседания электронного пучка результаты расчета по одномерной и двумерной моделям практически совпадают, что говорит о соответствии физики модельного подхода при переходе к программным комплексам повышенной сложности.

1*нс. 21. Картина токопрохождеипя в центре полосы усиления. Таким образом, расчеты сверхширокополосного прибора показали возможность реализации полосы усиления клистрона 14% при электронном КПД около 50%. В настоящее время клистроны с полосой 8%, 10% и 12% реализованы в Институте Электроники КАН.

1'нс. 22. Картнна токопрохожаснин на левом краю полосы усиления па частоте f = 1,185 ГГц.

Исследованные физические принципы группирования и энергообмена в клистронных усилителях были распространены на область релятивистских уровней напряжений и токов электронного пучка.

В пятой главе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований физических процессов в многолучевом релятивистском генераторе и клистронных усилителях НМ, KMT 1 и КМТ-3, разработанных под руководством автора.

Рассмотрены особенности высокоэффективного взаимодействия при релятивистских скоростях электронов. Увеличение ускоряющего напряжения V0 влияет на характер модуляции и процесс группирования электронного потока.

Релятивистские электронные потоки в основном кольцевые. Увеличение напряжений и токов пучка автоматически приводит к увеличению поперечных размеров как электронного потока, так и электродинамической системы устройств. С другой стороны, повышение ускоряющего напряжения соответствует увеличению общей длины устройств (пропорционально у2, где у = 1 + V0 [MB]/0,511

релятивистский фактор Лоренца), что может усложнить систему формирования электронного потока.

Рассмотрим, например, заряженный диск радиуса г и толщиной О, который пролетает через трубу дрейфа релятивистского клистронного усилителя с постоянной скоростью. Подобная «группа зарядов» очень

часто используется при У0= Ю кВ \'0 = 1МВ моделировании явлений

нелинейного взаимодействия в релятивистских клистронных усилителях. Полагая, что поля излучения не возбуждаются, проанализируем результаты вычисления увлекаемых полей для нерелятивистского случая, когда заряженный диск имеет кинетическую энергию 10 кВ (левая часть рис. 23), и релятивистского случая, когда кинетическая энергия пучка 1 МВ (правая часть рис. 23).

На рис. 23а приведены эквипотенциальные линии <р кулоновского поля,

возбуждаемого электронным

- релятивистский сгусток в трубе дрейфа и сгустком. На рис. 236 электромагнитные поля им изображены силовые линии

соответствующие. кулоновского поля Ёч. Силовые

линии потенциальной части увлекаемых полей не зависят от скорости движения сгустка и аналогичны силовым линиям покоящихся зарядов. Область локализации Ёч определяется радиусом действия кулоновских сил 1"ч = гт/(Д0,, где гт - радиус трубы дрейфа, а ц0, - первый корень функции Бесселя =

В отличие от потенциального кулоновского поля Ёч, вихревое поле содержит обе компоненты: электрическую {Е^.О.Е^} и магнитную {0,Нр,0}. На рис. 23в представлены силовые линии электрической

компоненты вихревого поля, а на рис. 23д — линии уровней магнитного поля. Как видно, вихревое поле зависит от скорости движения зарядов, но, тем не менее, радиус локализации остается равным гч.

Силовые линии сгустка для полного электрического поля Ё„ =ЁЧ +ЁС показаны на рис. 23г. Радиус локализации поля зависит

от скорости движения электронов и равен гч/у, т. е. он уменьшается в у

раз по сравнению с радиусом действия кулоновских сил. На рис. 23е и рис. 23ж представлены распределения продольной и радиальных компонент электрического поля в зависимости от продольной координаты.

Максимальное значение радиальной компоненты Еот зависит от толщины сгустка и для бесконечного по толщине сгустка превышает радиальную компоненту Ечг покоящегося сгустка в у раз. Увеличение

скорости движения сгустка приводит к уменьшению поля Е„2 продольной компоненты по сравнению с относительной компонентой кулоновского поля.

Многолучевой релятивистский генератор. Электродинамическая система исследованного релятивистского генератора представляет собой диафрагмированный волновод с толстыми диафрагмами, имеющими, кроме небольшого отверстия в центре, восемь малых запредельных отверстий на периферии, распределенных по кольцу.

Исследования по генерации СВЧ излучения с помощью релятивистского многорезонаторного устройства были проведены на СЭУ «Тандем» физического факультета МГУ (лаб. профессора А.Ф. Александрова), имеющем следующие параметры: ускоряющее напряжение 300-800 кВ, ток пучка 1-5 кА, длительность импульса 100 не.

I МВт у,ьв ЧщМВг

30 500 - Ю

О 40 80 120 Т.'"' 0 40 80 120 Т,»<

Я) б)

Рис. 24. Осциллограммы импульсов напряжения н мощности СВЧ излучения.

На рис. 24а представлены результаты исследования прибора с кольцевым электронным потоком, который формируется центральным стержнем катодного узла. Параметры электронного потока в эксперименте были следующими: У0 и 600 кВ, 10 = 3 кА, длительность импульса ускоряющего напряжения на половине амплитуды 100 не.

Длительность импульса излучения значительно короче импульса напряжения и тока. Это можно объяснить возникновением СВЧ - пробоя при достижении напряженности электрического поля предельной для данного значения вакуума величины ~ 200 кВ/см.

Мощность СВЧ излучения составляла » 32 МВт, частота генерации примерно 9,7 ГТц (X - 3,09 см.), длительность импульса ~ 20 не. КПД преобразования, рассчитанный по напряжению и выходному току пучка (с учетом токооседания), составил да 3 %. На рис. 246 представлены

результаты исследования генерации СВЧ излучения с многопоточной катодной системой без центрального стержня. Мощность импульса СВЧ излучения составила 10 МВт, длина волны излучения ~ 1,5 см.

Таким образом, показана принципиальная возможность использования многопоточных электронных пушек в релятивистских СВЧ генераторах. При улучшении качества фокусировки и юстировки электронных потоков, а также при отработке многопоточной электронной оптики можно ожидать значительного увеличения КПД и выходной мощности устройства.

Таблица 2.

НМ КМТ-1 КМТ-2 КМТ-3

Напряжение пучка

проект 200 кВ 1000 кВ 400 кВ 400 кВ

эксперимент 170 кВ 400 кВ 400 кВ

Ток пучка

проект 62.5 А 1 кЛ 300 А 200 А

эксперимент 20 А 700 А 170 А

Тип катода Оксидн. взрывной. взрывной Ли )jlf 1 р.

Мнкропервеанс 0.285 2.7 1.18 0.7

Частота 9.4 GHz

входная 7.0 ГГц 2.85 ГГц 2.85 ГГц 9.28 ГГц

выходная 7.0 ГГц 2.85 ГГц 9.28 ГГц

Частота повторения 100 Гц Одиночн. Одиночн. 10 Гц

Длит, импульса

пучка 2 мке 1.5 мке 120 нс

излучения 1 МКС 200 ис 120 не

Кол-во резонаторов

частоты ю 6 4 6 6

частоты 2© 2 - 1 1

Выходная секция Одноиз. Двухзяз. Двухзаз. Двухзаз.

Фокусир. система МПФС соленоид соленоид соленоид

магнитное поле 2.6 кГс 20 кГс 20 кГс 5 кГс

Тип коллектора Конвекц. рупор рупор рупор

КПД

теория 70 % 50% 50 % 50%

эксперимент 50-60 •/. 10% 5%

Усиление 40-50 дБ 30 дБ 30 дБ

Совместная работа МГУ ИЯФ со АН СССР МГУ-НИИЯФ 1 тпи МГУ-НИИЯФ тпи МГУ-НИИЯФ тпи

При конструировании в МГУ многолучевого релятивистского генератора и клистронных усилителей НМ и КМТ-1-3 (табл. 2), использовались программные комплексы Клистрон-МГУ и Арсенал-МГУ и измерительно-вычислительный коплекс для исследования «холодных» характеристик электродинамических структур, разработанный A.A. Стоговым, под руководством автора.

Испытания клистронных усилителей КМТ-1 и КМТ-3 проводились на экспериментальной базе НИИЯФ при ТПИ (под руководством академика А.Н. Диденко).

Клистрон НМ изготавливался и испытывался в ИЯФ СО РАН (под руководством академика В.Е. Балакина).

Релятивистский клистрон НМ с периодической фокусирующей "системой на - постоянных . магнитах. Релятивистский клистрон НМ конструировался как прототип источника для ВЛЭПП, с периодической фокусирующей системой на постоянных магнитах (рис. 5г), работающего на частоте 7 ГГц. Величина магнитного поля была равна 2,6 кГс. Электронный пучок формировался многокатодной термоэмиссионной пушкой.

Это был первый в мире эксперимент по использованию постоянных магнитов для фокусировки релятивистского электронного потока в клистронном усилителе. Была показана возможность реализации высокого токопрохождения электронного потока через прибор. Проведенный теоретический анализ показал, что колебания электронного потока могут быть уменьшены, и возможна реализация высокоэффективного варианта. А это означает, что в 1991 году была показана возможность использования периодической фокусирующей системы на постоянных магнитах для будущих — разработок- релятивистских многолучевых клистронных усилителей, которые и были разработаны в США в 1996 году.

Испытания клистрона были проведены на ускорителе «Элит» в ИЯФ СО РАН. Получено усиление входного сигнала до 50 дБ при эффективности более 50%, выходная мощность составила около 2 МВт. Ускоритель работал с частотой повторения импульса 120 не. На рис. 25 представлено сравнение теоретических и экспериментальных результатов клистрона НМ. Видно, что экспериментальное значение КПД превышает 60%. Однако расчеты различных режимов работы прибора дали хорошее соответствие только на малых значениях входной мощности (до 100 Вт).

Теоретические и экспериментальные исследования

релятивистских клистронов КМТ-1 и КМТ-3. Клистроны КМТ-1 — КМТ-3 конструировались для получения генерации в 10 см и 3 см — диапазонах длин волн.

В качестве системы формирования электронного потока использовались сильноточный электронный ускоритель («Луч») и линейный индукционный ускоритель, созданные в НИИЯФ при ТПИ. Клистрон KMT —1 конструировался на ускоряющее напряжение 1 MB и

1. 175 кВ 12 А

2. 190 кВ 17 А

3. 200 кВ 18 А эксперимент: 200 кВ 12,5 А

X = 1,5 мке

~1-г—

200 , Вт

100

Рис. 25. Зависимость КПД от входной мощности.

ток пучка 1 кА и содержал четыре группирующих и два выходных резонатора с волноводным выводом из каждого резонатора (рис. 26).

Группирующие резонаторы были

тороидальными, а выходные резонаторы" изготовлены из отрезков волновода 72 х 34 мм с трубами дрейфа, которые образовывали емкостные

зазоры и соединенные с Рис. 26. Релятивистский клистрон КМТ-1. ВыХ0ДНым волноводом

индуктивными диафрагмами.

«Холодные» измерения электродинамических характеристик релятивистских клистронов КМТ-1 и КМТ-3 проводились на измерительно-вычислительном комплексе в МГУ.

Клистрон КМТ-1 (рис. 27) испытывался на сильноточном ускорителе «Луч» в 1985 г, имеющем следующие параметры: ускоряющее напряжение У0 до 800 кВ, ток пучка 10 до 10 кА, режим работы - однократный с длительностью импульса ти « 1,2 мкс. Пушка представляет собой коаксиальный диод с магнитной изоляцией.

Рис. 27. Схема релятивистского клистрона КМТ-1.

Было получено усиление ВЧ мощности около 26 дБ. В силу технических причин релятивистский клистрон КМТ-1 испытывался при ускоряющем напряжении 400 кВ и токе пучка 700 А. Естественно, рассчитанный и сконструированный на другие параметры электронного потока релятивистский клистрон не мог обеспечить расчетные выходные характеристики.

Входная мощность в клистрон подавалась от импульсного магнетронного генератора с выходной мощностью до 1 МВт и длительностью импульса порядка 1,5 мкс в диапазоне длин волн 10 - 11 см.

На входе клистрона стоял аттенюатор, используемый для изменения входной мощности, и калиброванный направленный ответвитель с детектором, с которого снимались осциллограммы, характеризующие падающую и отраженную мощности.

Фокусировка электронного потока осуществлялась специально сконструированной импульсной фокусирующей системой, с

напряженностью магнитного поля до 3,5 кГс и неоднородностью менее 5% на длине м 1,5м.

Излучение клистрона измерялось с помощью рупорной антенны с детектором, устанавливаемой напротив открытого конца волновода выходной системы. Коэффициент переизлучения из открытого конца волновода в антенну измерялся при холодных измерениях. Частота выходного излучения измерялась волноводными запредельными и полосовыми фильтрами, о9й о5а 1о 1и ю устанавливаемыми между приемной антенной и детектором. Юстировка клистрона

Рис. 28. Полосовая осуществлялась последовательно от резонатора характеристика клистрона. к рез0наТ0ру по отпечаткам пучка на медной

фольге, устанавливаемой в конце каждой трубы дрейфа.

Анализ процессов группирования электронного потока показал, что электроны группируются в сгусток с разбросом по скоростям, обеспечивающим КПД около 50%. Были исследованы полосовые характеристики клистрона при различных настройках резонаторов (рис. 28). Видно, что полоса клистрона невелика и составляет 2%. Анализ энергообмена в выходном резонаторе показал, что наибольший КПД достигается при УВЬ1Х /У0 = 1,3-1,4 при холодной добротности выходного резонатора, настроенного на основную частоту, равной 30-50.

.,кД (Н -- 15-20 к| с

1.0 - __._ -1

0.5 -- "Ч 1

1__ !

0 2 4 6 И,мм

в)

г)

2 УКД.Ь»

Рис. 29. Результаты эксперимента по влиянию эммнтансного фильтра и формы катода.

Чтобы снизить напряжение на зазоре выходной системы использованы два выходных резонатора, напряжения на которых составляет и 0,7У0, что соответствует значению холодной добротности Ох=15. При этом эффективность отбора энергии каждым резонатором » 22%.

Основной проблемой при исследовании клистрона было формирование электронного потока с требуемой величиной тока пучка. Для этих целей использовались срезающая анодная диафрагма и эммитансный фильтр. Типичные осциллограммы импульсов ускоряющего напряжения У0 и входной мощности Рвх от магнетронного генератора, а также выходной СВЧ мощности РВЬ1Х приведены на рис. 29.

Поперечная структура электронного пучка, сформированная коническим коаксиальным диодом для различных величин

фокусирующего магнитного поля Й, равна 2,5; 10 и 15 кГс. Плотность тока пучка

определялась по разности токов, которая приходила на цилиндр Фарадея, помещенного за диодной диафрагмой, имеющей различные радиусы отверстий. Разброс в распределении плотности тока составлял 50 % для диаметра пучка г менее 4 мм. Для пучка с радиусом более 4 мм наблюдалась многослойная структура

электронного потока, которая имела слабую зависимость от величины магнитного поля.

Были исследованы также отклонения от круглой формы электронного пучка от

фокусирующего магнитного поля

Рис. 30. Экспериментальные исследования ПРИ различных анодных с СВЧ излучением на входе. диафрагмах с диаметрами 6, 8 и

10 мм. Они имели тот же характер отклонений. Для магнитного поля с амплитудой 10 кГс электронный пучок практически не имел изменений по форме. Для высококачественного пучка использовался эмиттансный фильтр в виде трубки диаметром 8 и длиной 120 мм при анодной диафрагме 8 мм.

Было получено усиление 26 дБ: без входного сигнала выходная мощность составляла 26 кВт (шумы), при подаче на вход клистрона сигнала с Рвх = 600 Вт, выходная мощность Рвьи = 104 кВт.

На рис. 306 показаны характерные осциллограммы напряжения и тока пучка. Из-за сложности одновременного достижения определенного напряжения и тока параметры электронного потока несколько отличались от расчетных величин. Характерные значения - У0 = 400 кВ, 10 = 700 А.

На рис. ЗОв показаны осциллограммы: 1 - ускоряющего напряжения, 2 -импульса СВЧ с магнетронного генератора, 3 - выходного импульса СВЧ при Рвх = 0 (4 выстрела). 4 - выходного импульса СВЧ при Рвх = 0 (шум). На рис. ЗОг приведена зависимость выходной мощности клистрона от входной. Рис. ЗОд - спектр выходного излучения клистрона снятый полосовым волноводным фильтром с полосой пропускания Л f = 120 МГц; кривая 1 - без входной мощности, кривая 2 с входной мощностью Рвх = 3 кВт.

Таким образом, экспериментально показана возможность реализации усилителя на релятивистском электронном потоке и получено усиление входного сигнала 26 дБ.

Основываясь на данных эксперимента по клистрону КМТ-1, в МГУ были разработаны конструкции релятивистских клистронов КМТ-2 и КМТ-3 на 10 см и 3 см — диапазоны длин волн соответственно. Релятивистский клистронный усилитель КМТ-3 был рассчитан на эксперименты в 3 см — диапазоне и планировался на испытания на линейном индукционном ускорителе (ЛИУ), разработанном в НИИЯФ при

ТЛИ с диэлектрическим катодом, для получения лучшего качества электронного потока. КМТ-3 (рис. 31) конструировался на работу при ускоряющем напряжении 400 кВ и ток пучка 200 А. Проверено токопрохождение пучка через клистрон без ВЧ сигнала. Были получены паразитные колебания на выходе клистрона с амплитудой менее 500 Вт. Паразитные колебания возбуждались, если ток пучка был более 200 А. На клистроне КМТ-3 была зафиксирована выходная мощность 500 кВт.

Проведенные исследования показали, что для реализации в клистронном усилителе высоких выходных характеристик необходимо основное внимание при конструировании уделить вопросам формирования релятивистского электронного потока и разработке диагностической аппаратуры для исследования выходного излучения клистрона.

Релятивистские многолучевые клистронные усилители. Первый эксперимент по исследованию возможности формирования и прохождения сильноточного многолучевого электронного потока был проведен в МГУ на сильноточном ускорителе «Тандем» в 1982 г.

Были исследованы многолучевые пушки различной конфигурации, но основной эксперимент был проведен на электронной пушке, содержащей восемь электродов диаметром 2 мм каждый и центральный сменный электрод.

i .¡в^аэ -¿m* -о

Рис. 31. Релятивистский клистрон КМТ-3.

На данном устройстве была проверена возможность получения мощного СВЧ излучения в диапазоне длин волн 3 см.

Была показана принципиальная возможность использования многолучевых электронных пушек для генерации мощного излучения на

сильноточных электронных

ускорителях. Учитывая современное состояние конструирования

клистронных усилителей, можно говорить о возможности получения выходной мощности релятивистских многолучевых клистронных

усилителей более 1 ГВт при

Ркс. 32. Релятивистский многолучевой клпстронпый усилитель.

длительности импульса 1 мкс. Один из возможных вариантов такого клистронного усилителя приведен на рис. 32.

Заключение.

Развита теория высокоэффективного взаимодействия электромагнитных волн с интенсивными электронными потоками, основанная на учете динамики интенсивности пространственного заряда, которая позволила выявить ряд эффектов, открывающих пути реализации новых классов мощных многолучевых клистронных усилителей, в том числе:

Расслоения электронного пучка и его влияние на группирование электронного потока, способы его компенсации путем воздействия на электронный поток полями резонаторов основной частоты, разнозазорных резонаторов и резонаторов высших гармоник.

Динамической расфокусировки электронного потока и его влияние на эффективность группирования. Обосновано использование данного эффекта для повышения эффективности многорезонаторных клистронов.

Принцип высокоэффективного группирования в мощных многолучевых клистронных усилителях на основе пучков с пониженным значением первеанса. Разработаны основные положения такого принципа, позволяющие реализовать приборы в полосе усиливаемых частот более 10% и эффективностью более 50%.

Программные комплексы Клистрон - МГУ и Арсенал - МГУ, позволяют методами вычислительного эксперимента провести анализ нелинейного взаимодействия электромагнитных волн с полями электродинамических структур в мощных клистронных усилителях от катода до коллектора.

Предложены на основе развитой теории и результатов вычислительного эксперимента новые модели и принципы построения

многолучевых клистронных усилителей.

Компенсация расслоения и реализация динамической расфокусировки электронного потока позволяют получить КПД 70% и более. Эксперименты, проведенные в отраслевых НИИ, привели к созданию многолучевых клистронных усилителей с указанной эффективностью. Экспериментально подтверждено действие резонаторов на второй гармонике основного сигнала в узкополосном режиме на эффективность устройства в целом, а в режиме широкополосного усиления на форму частотной характеристики.

Впервые в мире разработан релятивистский клистронный усилитель с термоэмиссионным катодом и периодической фокусировкой на постоянных магнитах. Испытания клистрона, проведенные в ИЯФ СО РАН, позволили получить на частоте 7 ГТц усиление входного сигнала до 50 дБ при эффективности более 50 % и выходной мощности около 2 МВт.

На многолучевом релятивистском генераторе получена выходная мощность более 30 МВт в трехсантиметровом диапазоне длин волн с длительностью импульса более 20 не и 10 МВт на длине волны 1,5 см.

Впервые показана возможность создания релятивистских клистронных усилителей, работающих на взрывоэмиссионных катодах. На релятивистском клистроне КМТ-1 получено усиление 26 дБ.

Обоснована реализация сверхмощного релятивистского многолучевого клистронного усилителя с выходной мощностью более 1 ГВт и длительностью импульса до 1 мкс.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Александров А.Ф., Афонии А.М., Галузо С.Ю., Канавец В.И., Кубарев В.А., Лопухин В.М., Плетюшкнн В.А., Сацдалов А.Н., Слепков А.И. -Релятивистские черенковские генераторы с резонансными замедляющими структурами. В кн.: Релятивистская высокочастотная электроника, г. Горький, ИПФ АН СССР, 1981, с 145-169.

2. Алимов А.С., Артюх И.Г., Ишханов 6.С., Зверев Б.В., Сандалов А.Н., Ушканов В.А., Шведунов В.И. - Разрезной микротрон непрерывного действия НИИЯФ МГУ (состояние работ). Препринт НИИЯФ МГУ - 88 -012/33,1988,64с.

3. Арапов Л.Н., Балакии В.Е., Сандалов А.Н. и др. - Разработка высокочастотного источника для ВЛЭПП. 12 семинар по линейным ускорителям заряженных частиц. Харьков, 28-31 мая 1991 г. с. 15-20.

4. Артюх И.Г., Абановнч С.А., Родя кии В.Е., Руденко Б.В., Сандалов А.Н. -Рекуперация энергии отработанных электронных потоков в коллекторных системах клистронов. В кн.: Физика н применение микроволн, Изд. МГУ, 1991, ч. 2, с. 52-55.

5. Артюх И.Г., Абановнч С.А., Никитин А.П., Сандалов А.Н. - Мощный

усилительный клистрон непрерывного действия. В кн.: Физика и применение микроволн. Изд. МГУ, 1991, ч. 1, с. 58-62.

6. Артюх И.Г., Вдовиц В.А., Канавсц В.И., Сандалов А.Н., Теребнлов A.B. -Исследование широкополосных многорезонаторных клистронов. Электр, техника, сер. I, Электр.СВЧ, 1979, в. 2, с. 3-12.

7. Артюх И.Г., Сандалов А.Н., Сулакшин A.C., Фоменко Г.П., Штейн Ю.Г. -Релятивистские СВЧ устройства сверхбольшой мощности. Обзоры по электронной технике. Сер. 1. Электроника СВЧ. - Вып. 17 (1490). - М: ЦНИИ "Электроника". 1989.70 с.

8. Афоннн А.М., Васильев Е.И., Сандалов А.Н., Теребнлов A.B. Релятивистский клистрон. Авторское свидетельство на изобретение № 1145833 от 14 ноября 1984 г. с приоритетом от 28.10.1983.

9. Афонин А.М., Сандалов А.Н., Стогов A.A., Теребнлов A.B. - Релятивистский многорезонаторцый клистрон с пространственно развитым электронным потоком. IV Симпозиум по сильноточной электронике. Новосибирск, март 1982 г., с. 148-151.

10. Балакин В.Б., Сандалов А.Н. - Релятивистский многорезонаторный клистрон 4-см диапазона длин волн. В кн.: Физика и применение микроволн, Изд. МГУ, 1991, ч. 2, с. 56-59.

11. Бурнейка К.П., Канавсц В.И., Мозговой Ю.Д., Сандалов А.Н. - Об оптимальных параметрах группнроватслсй многорезонаторных клистронов. Электр, техника, сер. I: Электр. СВЧ, 1971, в. I, с. 29 - 38.

12. Бурнейка К.П., Канавсц В.И., Ни Н.П., Сандалов А.Н. - Исследование двухсекционного умножителя частоты на ЛБВ. Электр, техника, сер. I,. Электроника СВЧ, 1970, в. 6, с. 31-41.

13. Васильев Е.И., Голубев С.Н., Сандалов А.Н., Теребнлов A.B. СЭ, 1985, вЗ, с. 24-28.

14. Васильев Е.И., Сандалов А.Н. - Особенности коллективных процессов в выходных системах релятивистских клистронов. РЭ, 1999, т.44, № 6, с. 728731.

15. Динг Я.Г., В.Е. Родякий, А.Н. Сандалов. - Особенности разработки и создания широкополосных клнетронных усилителей. Труды VIII Всероссийской школы-семннара «Физика и применение микроволн», 26-30 мая 2001, Звенигород, МО, ч. 1, стр. 74-75.

16. Канавец В.И., Кандабаров В.Н., Сандалов А.Н. - Колебания и волны в цепочках шестнполюсников дискретно связанных с электронным потоком. Р Э, 1979, № П, т. 24, с. 2308-2312.

17. Канавец В.И., Лебединский С.В., Васильев Е.И., Гранит Я.Ш., Журавлев С.В., Кучугуриын В.И., Сандалов А.Н. - Мощные многорезонаторные клистроны (оптимизация параметров): Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1976, в. 11, с. 33-43.

18. Канавец В.И., Лопухин В.М., Сандалов A.II. - Нелинейные процессы в мощных многорезонаторных клистронах и оптимизация их параметров. Лекции по электр. СВЧ, книга УП, изд. СГУ, 1974, 253 с.

19.

20.

21.

22.

23,

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

Канавец В.И., Павлов О.И., Сандалов A.II. -Эффект расслоения и максимальный КПД мощного многорезонаторного клистрона: Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1974, в. 3, с. 13 - 23.

Канавец В.И., Пикунов В.М., Сандалов А.Н. - Приближенная нелинейная теория мвогочастотных приборов с продольным взаимодействием: Р Э, 1978, т. 23, Jft I, с. 132-140.

Канавец В.И., Сандалов А.Н. - Исследование одномерной модели многорезонаторного группирователя электронов при дополнительном воздействии на частоте второй гармоники: Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1971, в. 3, с. 11-20.

Канавец В.И., Сандалов А.Н. - Релятивистские генераторы и усилители СВЧ излучения. Итоги науки и техники, сер. Электроника т. 17: М., ВИНИТИ, 1985, с. 82-110.

Канавец В.И., Сандалов А.Н. - Исследование многорезонаторных группирователей с дополнительной модуляцией на частоте второй гармоники сигнала при учете эффекта расслоения: Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1971, в. 9, с. 62-73.

Канавец В.И., Сандалов А.Н., Слепков А.И., Терсбилов A.B. - Группирование электронов в мощных широкополосных клистронах с высоким КПД: Р и Э, 1978, т. 23, № 11, с. 2379-2388.

Канавец В.И., Сандалов А.Н., Теребилов A.B. Функция влияния кулоновских сил пространственно развитых электронных потоков. Р Э, 1982, т. 27, № 7, с. 1437-1447.

Лебединский C.B., Канавец В.И., Васильев Е.И., Гранит Я.Ш., Кучугурный В.И., Сандалов А.Н. - Мощные мпогорезонаторные клистроны: Электр, техника, сер. I, Электр. СВЧ, 1977, в. 1, с. 41-53.

Лопухин В.М., Родякип В.Е., Сандалов А.Н. - Теоретические исследования коллекторных систем СВЧ приборов: Изв. ВУЗов, Радиоэлектроника, 1985, № 10, с. 22-33.

Марченко С.А., Сандалов А.Н., Стогов A.A. - Измерительно-вычислительный комплекс для исследования электродинамических систем СВЧ приборов. Труды VIII Всерос. школы-семинара «Физика и применение микроволн», 26-30 мая 2001, Звенигород, Моск. область, ч. 2, стр. 173-175.

Мнхеев В.В., Сандалов A.II., Стогов A.A., Терсбилов A.B. Экспериментальное исследование многопучкового релятивистского устройства. Препринт фнз. факультета, 1982, № 10,5с.

Пикунов В.М., Прокопьев В.Е., Сандалов А.Н. - Ускоренный метод расчета нелинейных процессов в приборах с продольным взаимодействием: Р Э, 1985, т. 30, № 4, с. 774-786.

Пикунов В.М., Родякип В.Е., Сандалов А.Н. - Структура электромагнитных полей релятивистского электронного сгустка в трубе дрейфа. В кн.: Физика и применение микроволн, Изд. МГУ, 1991, ч. 2, с. 177-180.

Пикунов В.М., Сандалов А.Н. - Усиление двух близких по частоте сигналов в многорезоиаторном клистроне: РЭ, 1986, т. 31, № 5, с. 968-975.

33. Родякнн В.Е., Ca нд ало в А.Н. - Исследование отбора н рекуперации энергии электронного пучка в клистроне. XI Всес. Конф. по электронике СВЧ. Орджоникидзе, 1986, ч. I, с. 81-83.

34. Родякнн В.Е., Сандалов А.Н. - Численное моделирование конвекционных коллекторов. Межвуз. научно-технический сборник "Моделирование электронных потоков": Томск, 1986, с. 16-21.

35. Сандалов А.Н. - Численное моделирование физических процессов в мощных приборах сверхвысоких частот. В кн.: Генераторы и усилители на релятивистских электронных потоках. Под. ред. В.М. Лопухина, М., Изд. МГУ, 1987, с. 28-37.

36. Сандалов А.Н. - Коллективные процессы при усилении электромагнитных волн интенсивными электронными потоками. Сборник тезисов научной конференции "Ломоносовские чтения", апрель 2001 г., МГУ, фнз. факультет, с. 112-118.

37. Сандалов А.Н., Пнкунов В.М., Родякин В.Е. - Программные комплексы для разработки мощных высокоэффективных клнетронных усилителей. В сборнике «Российская СВЧ электроника». НН, Изд. ИПФ, 2002, с. 97-102.

38. Сандалов А.Н., Родякин В.Е. - Коллекторные системы приборов СВЧ с продольным взаимодействием: Зарубежн. радиоэлекгр., 1984, № 9, с 63-78.

39. Сандалов А.Н., Родякин В.Е. - Комплексная программа анализа динамики электронного потока в клистроне. Межвуз. сборник "Вопросы электронной техники", Саратов, 1988,15с.

40. Сандалов А.Н., Родякин В.Е., Чашурина А.Н., Динг Я.Г., Шен Б. -Оптимизация сверхширокополосного многолучевого клистронного усилителя. Электромагнитные волны и электронные системы, т. 8, № 11-12 2003 г. стр. 70-75.

41. Сандалов А.Н., Стогов A.A. - Исследование релятивистских клнетронных усилителей. Физика и примен. Микроволн. Изд. МГУ, 1991, ч. 2, с. 48-51.

42. Сандалов А.Н., Стогов A.A., Штейн Ю.Г. - Теоретическое и экспериментальное исследование клистронного усилителя. XI Всес. Конф. по элект. СВЧ, Орджоникидзе, 1986, ч. I, с. 48-50.

43. Сандалов А.Н., Теребнлов A.B. - Особенности группирования и энергообмена в релятивистском многорезонаторном клистроне: Р Э, 1983, т. 28, № 9, с. 1803-1812.

44. Balakin V.E., Arapov L.N., Cbashurin V.l., Khavin F.D., Kazakov S.Yu., Sandalov A.N. and alL - Prototype of VLEPP Relativistic Klystron, LC'91,17-27 Sept. 1991, BINP, Protvino, p. 70-78.

45. Ding Yaogen, Xiao Xianghui, Rodyakin Y.E., Sandalov A.N. - Theoretical and experimental investigations of the high power MBK, based on 2.5 D Arsenal - MSU Computer Code. Proe. of the 2°л ICMMWT, September 2000, Beijing, China pp. 299 - 302.

46. Fedyaev D.V., Pikunov V.M., Sandalov A.N. - Investigation of TW output circuit for relativistic klystrons, XVI International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum (ISDEIV), 23-30 May 1994, SPIE Proceedings Series, v. 2259, pp. 561-564.

47. Lavrinenko A.V., Pikunov V.M., Sandalov A.N. 3D Investigation of the output structure of the relativistic klystron. Proc. of the International Seminar on Modern Problems of Computational Electrodynamics (MPCE-04), July 1-3, 2004, Saint Peterburg, p. 15-17.

48. Sandalov A.N. - Comparison of RF Characteristics of High Power Sources for LC, LC'91,17-27 September 1991, BINP, Protvino, pp. 118-124.

49. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E. - Investigation of Multycavity Relativistic Klystrons with TW output section. Proc. EUROEM"94, Bordeaux, France, May 1994 v. II pp. 3435-3443.

50. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E. - High Efficiency and Relativistic Klystrons. Proc. of 1996 Pulsed RF Sources for Linear Colliders Workshop (RE'96), April 1996, Kanagawa, Japan, KEK report 1/1997 pp 175-184.

51. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E. - Power extraction in relativistic klystron amplifier. SPIE proc., 1995, v. 2557 pp. 434-442.

52. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E., Faillon G., Thaler Y. - Animation of^^ Nonlinear Electron-Wave Interaction in Klystrons. Proc. of 1996 Pulsed R^^Pr Sources for Linear Colliders Workshop (RF'96), April 1996, Kanagawa, Japan, KEK report 1/1997 pp. 185-194.

53. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E., Stogov A.A. - Relativistic High Power Klystrons. Proc. of 9th Int. Conference on High Power Particle Beams (BEAMS"92). Wash. DC, may 1992, v. Ill, pp. 1673-1679.

54. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E. and all. - Status of Experiment on Relativistic Klystron based on Linear Induction Accelerator, Proc. of 1994 Pulsed RF Sources for Linear Colliders Workshop, AIP Conf. proc. 337 pp. 134 -145.

55. Sandalov A.N., Terebilov A.V., Vasili'ev Y.I. - Relativistic Effects in Multy-cavity Klystrons. Proc. of 6 Int. Conf. on High Power Particle Beams (BEAMS'86), Kobe Japan, 1986. pp. 566-570.

Типография ордена "Знак Почета" издательства МГУ 119992, Москва, Ленинские горы Заказ № 343 Тираж 120 экз.

Введение.

Глава 1. Вычислительный эксперимент по взаимодействию интенсивного электронного потока и электромагнитного поля.

1.1. Физические принципы действия микроволновых приборов с продольным взаимодействием.

1.2. Теория нелинейных процессов при усилении электромагнитных волн электронными потоками.

1.3. Программные комплексы для моделирования физических процессов в клистронных усилителях.

1.4. Программные комплексы Клистрон - МГУ и Арсенал - МГУ.

Глава 2. Физические процессы в многорезонаторных устройствах с продольным взаимодействием.

2.1. Кулоновское взаимодействие и расслоение в клистронах и ЛБВ.

2.2. Нелинейное взаимодействие интенсивного электронного пучка и поля замедляющей системы вне ее полосы прозрачности.

2.3. Колебания и волны в ЛБВ с дополнительной замедляющей системой.

2.4. Многочастотное взаимодействие в микроволновых приборах.

Глава 3. Нелинейные явления в высокоэффективных многолучевых клистронных усилителях.

3.1. Эффект расслоения в клистронных усилителях.

3.2. Двумерные и трехмерные эффекты и их влияние на группирование электронов.

3.3. Физические принципы высокоэффективного группирования электронов.

3.4. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов.

3.5. Высокоэффективные нерелятивистские клистроны.

Глава 4. Группирование электронов в широкополосных многолучевых клистронных усилителях.

4.1. Физические процессы при широкополосном группировании электронов.

4.2. Физические особенности конструирования широкополосных клистронных усилителей.

4.3. Расширение полосы усиливаемых частот резонаторами второй гармоники.

4.4. Сверхширокополосные клистронные усилители.

Глава 5. Физические процессы в релятивистских генераторах и усилителях.

5.1. Особенности высокоэффективного взаимодействия при релятивистских скоростях электронов.

5.2. Экспериментальные исследования многолучевого релятивистского генератора.

5.3. Релятивистский клистрон с фокусирующей системой на постоянных магнитах.

5.4. Теоретические и экспериментальные исследования релятивистских клистронов КМТ-1 и КМТ-3.

5.5. Релятивистские многолучевые клистронные усилители.

Актуальность темы диссертации. Проблема создания мощных генераторов и усилителей когерентного микроволнового излучения занимает значительное место в современной радиофизике.

Использование источников мощного микроволнового излучения в ускорительной технике, радиолокации и связи, гражданской и военной промышленности требует непрерывного повышения их выходных характеристик: выходной мощности, коэффициента полезного действия, расширения полосы усиливаемых частот.

Практическая реализация этих задач представляет собой сложную научную проблему, решение которой возможно лишь с привлечением численных методов исследования на базе современной вычислительной техники, подробного теоретического анализа физических процессов, происходящих в микроволновых генераторах и усилителях, и их экспериментального изучения.

Повышение выходной мощности микроволновых приборов неразрывно связано с увеличение энергии электронных потоков. Переход в релятивистскую область энергий, где исследования высокоэффективного взаимодействия приобретают новое качество, требует применения новых физических идей и технических решений. Разработка и создание релятивистских клистронных усилителей позволит значительно повысить выходные характеристики приборов и расширить область их применения.

Коэффициент полезного действия серийных микроволновых приборов с продольным взаимодействием не превышает 50%, и лишь отдельные экспериментальные образцы узкополосных клистронных усилителей имеют эффективность более 60%. Поэтому весьма актуальна разработка и создание усилительных устройств с коэффициентом полезного действия более 70%.

Расширение полосы усиления мощных клистронных усилителей до 10% - 14% стало особенно важным в последние годы в связи с необходимостью решения задач, связанных с передачей информации и решением энергетических проблем.

Основным элементом микроволнового прибора является электронный поток, важной характеристикой которого служит первеанс Р, определяемый отношением тока пучка 10 к ускоряющему напряжению V0:

Р = I0 //V03/'2. Первеанс определяет меру интенсивности потока. Интенсивными считаются потоки, у которых первеанс принимает значения, большие Ю-8 -107А/В3/'2. Ввиду малости численного значения первеанса пользуются более удобной величиной - микропервеансом Рц, определяемой как: Р^=Р-106. Поэтому интенсивными будут потоки с микропервеансом более 0,01 - 0,1, а в интенсивных потоках важную роль играют силы пространственного заряда.

В мощных микроволновых приборах, таких как клистронный усилитель, лампа бегущей волны (ЛБВ) и др., микропервеанс обычно лежит в интервале от 0,5 до 10. Физические процессы, протекающие в этих приборах, становятся сильно нелинейными, а это накладывает жесткие требования на теоретические методы их анализа.

Увеличение выходной мощности микроволнового прибора Рвых = I0V0 = PVf происходит за счет увеличения либо напряжения V0, либо первеанса электронного пучка Р. Поскольку повышение ускоряющего напряжения нежелательно, то необходимо увеличить микропервеанс электронного потока. Эта возможность была реализована в СССР С.А. Зусмановским и С.В. Королевым переходом к многолучевым электронным потокам и в дальнейшем П.В. Невским переходом к многолучевым многоствольным электронным потокам.

Исследованию физических процессов в мощных микроволновых приборах были посвящены работы многих авторов: в клистронных усилителях: И.Г. Артюха, В.И. Канавца, Ю.А. Кацмана, А.А. Кураева, Д.М. Петрова, А.С. Победоносцева, А.З. Хайкова, и др.; в ЛБВ: JI.A. Вайнштейна, А.М. Каца, В.М. Лопухина, В.А. Солнцева, Д.И. Трубецкова, М.Б. Цейтлина и др. Однако вопросы высокоэффективного взаимодействия до сих пор изучены недостаточно полно.

Основная цель настоящей диссертационной работы заключается в развитии теории самосогласованного взаимодействия переходного вынужденного излучения электромагнитных волн с интенсивными электронными потоками, основанной на учете динамики интенсивности пространственного заряда и экспериментальных исследованиях нелинейного высокоэффективного взаимодействия электромагнитных волн с интенсивными электронными потоками в мощных многолучевых клистронных усилителях.

Научная новизна результатов диссертационной работы. Развита теория высокоэффективного взаимодействия электромагнитных волн с интенсивными электронными потоками, основанная на учете динамики интенсивности пространственного заряда, которая позволила выявить ряд эффектов, открывающих пути реализации новых классов мощных многолучевых клистронных усилителей в том числе:

Расслоения электронного потока и его влияние на группирование электронов, способы его компенсации путем воздействия на электронный поток полями резонаторов основной частоты, разнозазорных резонаторов и резонаторов высших гармоник.

Динамической расфокусировки электронного потока и её влияние на эффективность группирования, приводящую к повышению эффективности многорезонаторных клистронов.

Принцип высокоэффективного группирования в мощных многолучевых клистронных усилителях на основе пучков с пониженным значением первеанса, позволяющий реализовать приборы с полосой усиливаемых частот более 10% и эффективностью более 50%.

Программные комплексы Клистрон - МГУ и Арсенал - МГУ, созданные автором и под его руководством, позволяют методами вычислительного эксперимента провести анализ нелинейного взаимодействия электромагнитных волн с полями электродинамических структур в мощных клистронных усилителях от катода до коллектора.

На основе развитой теории и результатов вычислительного эксперимента предложены новые модели и принципы построения многолучевых клистронных усилителей.

Компенсация расслоения и реализация динамической расфокусировки электронного потока позволяют получить КПД 70% и более. Эксперименты, проведенные в отраслевых НИИ, привели к созданию многолучевых клистронных усилителей с указанной эффективностью. В этих экспериментах подтверждено действие резонаторов на второй гармонике основного сигнала в узкополосном режиме на эффективность устройства в целом, а в режиме широкополосного усиления на форму частотной характеристики.

Впервые в мире разработан релятивистский клистронный усилитель с термоэмиссионным катодом и периодической фокусирующей системой на постоянных магнитах. Испытания клистрона, проведенные в ИЯФ СО РАН, позволили получить на частоте 7 ГГц усиление входного сигнала до 50 дБ при эффективности более 50 % и выходной мощности около 2 МВт.

На многолучевом релятивистском генераторе получена выходная мощность более 30 МВт в трехсантиметровом диапазоне длин волн с длительностью импульса более 20 не и 10 МВт на длине волны 1,5 см.

Впервые реализованы релятивистские клистронные усилители, работающие на взрывоэмиссионных катодах. На релятивистском клистроне КМТ-1 получено усиление 26 дБ.

Обоснована возможность создания сверхмощного релятивистского многолучевого клистронного усилителя с выходной мощностью более 1 ГВт и длительностью импульса до 1 мкс.

Научная и практическая значимость. Разработаны математические модели и методы численного анализа нелинейных явлений в мощных многолучевых микроволновых приборах, позволяющие учесть кулоновское взаимодействие заряженных частиц, их трехмерное движение в электрических и магнитных полях при релятивистских и нерелятивистских скоростях электронов и переменной структуре электромагнитного поля. Использование этих моделей послужило основой для реализации приборов с высокой эффективностью.

Созданные на основе этих численных моделей программные комплексы Клистрон - МГУ и Арсенал - МГУ используются в России, Франции, Японии и Китае для разработки и конструирования мощных и сверхмощных узкополосных и широкополосных клистронных усилителей.

На основе проведенных исследований высокоэффективного группирования электронов и энергообмена электромагнитного поля и электронного пучка в выходной системе с учетом кулоновского взаимодействия, влияния эффектов расслоения и динамической расфокусировки электронного потока созданы многолучевые клистронные усилители с эффективностью более 70%.

Физические принципы группирования электронов и энергообмена в широкой полосе усиливаемых частот использованы для разработки и создания широкополосных многолучевых клистронных усилителей. В длинноволновом диапазоне с полосой усиливаемых частот до 14% и в коротковолновом - до 8%.

Созданные на базе проведенных экспериментальных исследований релятивистские клистронные усилители могут быть использованы для проведения физических исследований в различных областях науки и техники.

Автор защищает следующие положения:

1. Развитие теории самосогласованного взаимодействия электромагнитных волн с интенсивными электронными потоками, основанной на учете динамики интенсивности пространственного заряда и экспериментальных исследованиях нелинейного высокоэффективного взаимодействия электромагнитных волн с интенсивными электронными потоками в мощных многолучевых клистронных усилителях.

2. Вычислительный эксперимент по анализу нелинейного взаимодействия электромагнитных волн с интенсивными электронными потоками на базе дискретных моделей электронного потока, который выявил ряд новых эффектов, включая эффекты расслоения и динамической расфокусировки электронного пучка. На его основе разработаны принципы высокоэффективного группирования и энергообмена в мощных узкополосных и широкополосных многолучевых клистронных усилителях.

3. Способы компенсации эффекта расслоения электронного пучка воздействием на электронный поток полями резонаторов основной частоты, их высших гармоник, разнозазорных резонаторов, влияния эффекта динамической расфокусировки электронного потока и их совместную реализацию для высокоэффективного группирования и энергообмена в многолучевых клистронных усилителях.

4. Разработку моделей, принципов построения и экспериментальную реализацию нерелятивистских и релятивистских многолучевых клистронных усилителей и многолучевого релятивистского генератора сантиметрового диапазона длин волн.

5. Экспериментальную реализацию принципа высокоэффективного группирования и энергообмена с учетом кулоновского взаимодействия, влияния эффектов расслоения и динамической расфокусировки электронного потока, приведшую к созданию многолучевых клистронных усилителей с КПД более 70%.

Апробация работы:

Материалы диссертации изложены более чем в 150 работах, среди которых 70 статей, и 5 обзоров, опубликованных в центральных журналах СССР, России и за рубежом, и более чем 80 докладов в трудах конференций, книге лекций по электронике СВЧ.

Материалы, изложенные в диссертации, доложены и опубликованы в трудах Всесоюзных, Всероссийских и Международных конференций, семинаров, симпозиумов и рабочих совещаний: на Всесоюзных научных сессиях, посвященных Дню Радио; Всесоюзных семинарах по колебательным явлениям в потоках заряженных частиц; Ломоносовских чтениях МГУ; Всесоюзных семинарах по методам учета сил пространственного заряда в электронных приборах СВЧ; на 3-й и 10-й зимней школе-семинаре по электронике СВЧ; Всесоюзных семинарах по релятивистской электронике; Симпозиуме по сильноточной электронике; Всесоюзной школе-семинаре «Физика и применение микроволн»; 2-й конференции по высокотемпературной диагностике плазмы (США-1978); 4-й, 6-й и 9-й Международной конференции по сильноточным электронным и ионным пучкам (BEAMS) (Франция - 1981, Япония - 1986, США - 92); на 9-й конференции по ЛСЭ (США - 1987); на рабочих совещаниях по Линейным Коллайдерам (LC) (Япония - 1990, Россия -1991, Япония -1995, Россия - 1997); на рабочих совещаниях по СВЧ источникам для Линейных Коллайдеров (RF) (Россия - 1992, США - 1994, Япония - 1996); на конференции по электромагнитным взаимодействиям (EUROEM - 1994, AMEREM - 1996), UHF (Россия - 1999, 2001); в Китае (2000, 2002); на Международном семинаре по современным проблемам вычислительной электродинамики - Санкт-Петербург 2004 г.

Заключение.

Развита теория высокоэффективного взаимодействия электромагнитных волн с интенсивными электронными потоками, основанная на учете динамики интенсивности пространственного заряда, которая позволила выявить ряд эффектов, открывающих пути реализации новых классов мощных многолучевых клистронных усилителей, в том числе:

Расслоения и его влияние на группирование электронного потока, способы его компенсации путем воздействия на электронный поток полями резонаторов основной частоты, разнозазорных резонаторов и резонаторов высших гармоник.

Динамической расфокусировки электронного потока и его влияние на эффективность группирования. Обосновано использование данного эффекта для повышения эффективности многорезонаторных клистронов.

Принцип высокоэффективного группирования в мощных многолучевых клистронных усилителях на основе пучков с пониженным значением первеанса. Разработаны основные положения данного принципа, позволяющие реализовать приборы в полосе усиливаемых частот более 10% и эффективностью более 50%.

Программные комплексы Клистрон - МГУ и Арсенал - МГУ, позволяют методами вычислительного эксперимента провести анализ нелинейного взаимодействия электромагнитных волн с полями электродинамических структур в мощных клистронных усилителях от катода до коллектора.

Предложены на основе развитой теории и результатов вычислительного эксперимента новые модели и принципы построения многолучевых клистронных усилителей.

Компенсация расслоения и реализация динамической расфокусировки электронного потока позволяют получить КПД 70% и более. Эксперименты, проведенные в отраслевых НИИ, привели к созданию многолучевых клистронных усилителей с указанной эффективностью. Экспериментально подтверждено действие резонаторов на второй гармонике основного сигнала в узкополосном режиме на эффективность устройства в целом, а в режиме широкополосного усиления на форму частотной характеристики.

Разработан релятивистский клистронный усилитель с термоэмиссионным катодом и периодической фокусировкой на постоянных магнитах (впервые в мире). Испытания клистрона, проведенные в ИЯФ СО РАН, позволили получить на частоте 7 ГГц усиление входного сигнала до 50 дБ при эффективности более 50 % и выходной мощности около 2 МВт.

Впервые показана возможность создания релятивистских клистронных усилителей, работающих на взрывоэмиссионных катодах. На релятивистском клистроне КМТ-1 получено усиление 26 дБ.

На многолучевом релятивистском генераторе получена выходная мощность более 30 МВт в трехсантиметровом диапазоне длин волн с длительностью импульса более 20 не и 10 МВт на длине волны 1,5 см.

Обоснована реализация сверхмощного релятивистского многолучевого клистронного усилителя с выходной мощностью более 1 ГВт и длительностью импульса до 1 мкс.

В заключении я выражаю искреннюю благодарность и признательность сотрудникам физического факультета МГУ, с которыми долгие годы я работаю, и которые помогали и поддерживали меня в научной и педагогической работе.

Особую признательность хочу выразить профессору B.C. Фурсову за предоставленную мне возможность научного и административного роста, профессору В.М. Лопухину за чуткое отношение и помощь в становлении моей научной и педагогической деятельности и профессору В.И. Канавцу, взаимодействие с которым позволило мне понять сложные проблемы физики сверхвысоких частот.

Я не могу не вспомнить выдающихся экспериментаторов С.В. Лебединского, О.И. Павлова, А.В. Иванова, С.А. Абановича, И.Г. Артюха, С.Н. Голубева и В.И. Пасманника с которыми мне посчастливилось долгие годы работать над проблемами теории и практики мощных СВЧ приборов и без дружеской поддержки и помощи, которых, я не смог бы реализовать сей труд.

Я признателен студентам и аспирантам, которые помогали мне в моей работе.

1. Абрамян Е.А., Альтеркоп Б.А., Кулешов Г.Д. - Интенсивные электронные пучки. М., Энергоиздат, 1984,232 с.

2. Акментынып Я.Я., Зусмаиовский С.А. Группировка электронов в мощном прямопролетном клистроне при малых параметрах группирования. Электроника. Научи.- техн. сб., 1958, № 6, с. 25.

3. Акментынып Я.Я. Результаты численного расчета группирования электронов в пролетных клистронах с учетом "расслоения" электронного потока. Электр, техника, с. I. Электр.СВЧ, 1967, в 6, с. 3.

4. Акментынып Я. Я. К нелинейной теории группирования электронов в клистроне. Электронная техника, серия I, Электр. СВЧ, 1966, в. 4, с. 23.

5. Акментынып Я.Я., Зусмаиовский С.А. Приближенная нелинейная теория группирования электронов в клистроне. Вопросы радиоэлектроники, серия I. Электроника, 1962, в. 2, с. 3.

6. Акментынып Я.Я., Зусмановский С.А. Группировка электронов в мощном пролетном клистроне при больших параметрах группирования. Вопросы радиоэлектроники, серия I. Электроника, 1959, в. 2, с. 21.

7. Аксенчик А.В., Ковалев И.С., Колосов С.В. и др. Оптимизация многорезонаторных клистронов в полосе частот. Изв. АН БССР, Сер. физ.-тех. наук, 1981, № 2, с. 117.

8. Аксенчик А.В., Ковалев И.С., Колосов С.В. и др. Исследование оптимальных по КПД режимов и конструкций многорезонаторных клистронов. Изв. АН БССР, Сер. физ.-тех. наук, 1981, № 3, с. 3.

9. Аксенчик А.В., Колосов С.В., Кураев А.А. и др. Результаты оптимизации КПД многорезонаторных клистронов. Р. и Э, 1982, т. 27, № 12, с. 2426.

10. Аксенчик А.В., Колосов С.В., Кураев А.А. и др. Моделирование и исследование оптимальных по КПД процессов взаимодействия в многорезонаторных клистронах. Р. и Э, 1983, т. 28, № 2, с. 336.

11. Аликаев В.В. ВЧ и СВЧ методы нагрева плазмы. Итоги науки и техники: М., ВИНИТИ, 1981, т. I, ч. 2, с. 80.

12. Алимов А.С., Артюх И.Г., Ишханов Б.С., Зверев Б.В., Сандалов А.Н., Ушканов В.А., Шведунов В.И. Разрезной микротрон непрерывного действия НИИЯФ МГУ (состояние работ). Препринт НИИЯФ МГУ - 88 -012/33,1988,64с.

13. Алимов А.С., Артюх И.Г., Ишханов Б.С., Зверев Б.В., Сандалов А.Н., Ушканов В.А., Шведунов В.И. Линейный ускоритель для разрезного микротрона. Доклады X Всес. совещания по ускорителям заряженных частиц, Изд. ОИФИ, 15 октября 1986, с. 43.

14. Алимов А.С., Артюх И.Г., Ишханов Б.С., Крупенко С.А., Макулбеков Е.А., Пискарев И.М., Платов К.Ю., Сандалов А.Н., Стогов А.А. Ушканов В.А., Шведунов В.И. Изучение макетов резонаторов круговой развертки пучка электронов. Деп. рук. в ВИНИТИ, 1986,34с.

15. Алямовский И.В. Электронные пучки и электронные пушки. М., Сов. радио, 1966.

16. Арапов JI.H., Балакин В.Е., Сандалов А.Н. и др. Разработка высокочастотного источника для ВЛЭПП. 12 семинар по линейным ускорителям заряженных частиц, Харьков, 28-31 мая 1991 г. с. 15.

17. Аронов М.И., Пикунов В.М., Родякин В.Е., Сандалов А.Н. Путь формирования увлекаемого электронного сгустка в волноводе. В кн.: Физика и применение микроволн, Изд. МГУ, 1991, ч. 1, с. 180-184.

18. Артюх И.Г. Расчет амплитудно-частотных и фазовых характеристик усилительных клистронов на ЭЦВМ "Мир". Труды конф. по электронной технике. Сер. Электроника СВЧ. М,: ЦНИИ Электроника, 1971, в. 8, с. 3.

19. Артюх И.Г. Характеристики группирования системы связанных резонаторов с промежуточной автомодуляцией на частотах первой и второй гармоник. Труды конференции по электронной технике. Серия электроника СВЧ: М., ЦНИИ Электроника, 1969, в. 9(16), с. 1823.

20. Артюх И.Г., Абанович С.А., Родякин В.Е., Руденко Б.В., Сандалов А.Н. -Рекуперация энергии отработанных электронных потоков в коллекторных системах клистронов. В кн.: Физика и применение микроволн, Изд. МГУ, 1991, ч. 2, с.52-55.

21. Артюх И.Г., Абанович С.А., Никитин А.П., Сандалов А.Н. Мощный усилительный клистрон непрерывного действия. В кн.: Физика и применение микроволн, Изд. МГУ, 1991, ч. 1, с.58-62.

22. Артюх И.Г., Вдовин В.А., Канавец В.И., Сандалов А.Н., Теребилов А.В. -Исследование широкополосных многорезонаторных клистронов. Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1979, в. 2, с. 3.

23. Артюх И.Г., Грибов И.В., Ишханов Б.С., Макулбеков Е.А., Пискарев И.М., Платов К.Ю., Сандалов А.Н., Шведунов В.И. Система стабилизации клистрона. Препринт НИИЯФ МГУ, 1985, 7 с.

24. Артюх И.Г., Канавец В.И., Журавлев С.В. Влияние пульсаций потока на группирование электронов. Электр, техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1980, в. 2, с. 3.

25. Артюх И.Г., Канавец В.И., Сандалов А.Н. Многорезонаторный клистрон. Авт. свид. на изобр. № 496905 от 28 августа 1975 г. с приор, от 8 июля 1973 г.

26. Артюх И.Г., Михалев А.К., Саидалов А.Н. Мощные высокоэффективные клистроны для СВЧ энергетики. Тезисы 1У Всесоюзного семинара по релятивистской высокочастотной электронике: М., 1984, с. 102.

27. Артюх И.Г., Сандалов А.Н., Сулакшин А.С., Фоменко Г.П., Штейн Ю.Г. -Релятивистские СВЧ устройства сверхбольшой мощности. Обзоры по электронной технике. Сер. 1. Электр. СВЧ. - Вып. 17 (1490). - М: ЦНИИ "Электроника". 1989. - 70 с.

28. Афонин A.M., Васильев Е.И., Гранит Я.Ш., Пауткин А.Ю., Сандалов А.Н., Стогов А.А., Теребилов А.В. Теоретическое и экспериментальное исследование выходных систем приборов "О"- типа. X Всес. научная конференция "Электроника СВЧ": Минск, 1983, с. 69.

29. Афонин А.М., Васильев Е.И., Сандалов А.Н., Теребилов А.В. -Релятивистский клистрон. Авторское свидетельство на изобретение № 1145833 от 14 ноября 1984 г. с приоритетом от 28 октября 1983 г.

30. Афонин А.М., Гранит Я.Ш., Васильев Е.И., Канавец В.И., Сандалов А.Н. -Квазитрехмерная теория приборов с обратным движением электронов. Тезисы 8 Всес. конференции по электронике СВЧ: Ростов-на-Дону, 1976.

31. Афонин А.М., Пауткин А.Ю., Сандалов А.Н., Стогов А.А. Исследование выходных систем приборов "О" - типа. Тезисы IV Всесоюзного семинара по релятивистской высокочастотной электронике: М., 1984, с. 108.

32. Афонин А.М., Васильев Е.И., Родякин В.Е., Сандалов А.А., Теребилов А.В. -Многорезонаторный клистрон для космической энергетики. Тезисы ГУ Всес. семинара, по релятивистской высокочастотной электронике: М., 1984, с. 89.

33. Афонин А.М., Васильев Е.И., Сандалов А.Н., Теребилов А.В. -Релятивистский клистрон. Авт. свид, на изобретение № 1145833 от 14 ноября 1984 г. с приоритетом от 28 октября 1983.

34. Афонин А.М., Руднев А.П., Сандалов А.Н., Теребилов А.В. Исследование физических процессов в релятивистском импульсном клистроне. 36-я Всесоюзная научная сессия, посвященная Дню Радио: М., 1981, с. 20.

35. Афонин A.M., Сандалов А.Н., Стогов А.А., Теребилов А.В. Релятивистский многорезонаторный клистрон с пространственно развитым электронным потоком. ГУ Симп. по сильноточной электронике. Новосиб., 1982 г., с. 148151.

36. Афонин А.М., Васильев Е.И., Гранит Я.Ш., Сандалов А.Н., Теребилов А.В. -Энергообмен в многорезонаторной выходной системе релятивистского клистрона. Тезисы 1У Всесоюзного семинара по релятивистской высокочастотной электронике: М., 1984, с. 97.

37. Бавин В.Б., Вецко В.М., Лейтан В.А., Рошаль А.С., Шальнов А.В. О численном моделировании динамики релятивистского потока заряженных частиц. ПМТФ, 1973, № 6, с. 61.

38. Балакин В.Е., Сандалов А.Н. Релятивистский миогорезоиаториый клистрон 4-см диапазона длин волн. Физика и применение микроволн, Изд. МГУ, 1991, ч. 2, с. 56-59.

39. Беневоленский Д.М., Гоголев Г.П., Мовнин С.М., Хижа Г.С. -Релятивистские приборы СВЧ с клистронным типом группирования. СПб.: Энергоатомиздат. 1998,164 с.

40. Битовец В.В., Васильев Е.И., Канавец В.И., Лопухин В.М. Возбуждение выходного резонатора клистрона идеализированными сгустками. Вестник МГУ, сер. Физика, Астрономия, 1970, № 6, с. 618.

41. Боголюбов Н.Н., Митропольский Ю.А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. Физматгиз, 1958.

42. Борисов Л.М., Давыдова И.Б., Евтушенко О.В., Захарова А.Н., Жарый Е.В., Кауфман Г.М., Петров Д.М, Самородова Г.А. Экспериментальный телевизионный клистрон с повышенным КПД. Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1972, в. 9, с. 64.

43. Бороденко В. Г., Малькова Н.Я., Победоносцев А.С. Нелинейный анализ гибридных приборов типа "О". Энергетические характеристики твистрона. Электронная техника, серия I, Электр. СВЧ, 1966, в. 10, с. 36.

44. Бороденко В.Г., Ведяшкина К.А., Зернова М.С., Победоносцев А.С., Солнцев В.А., Хлустова Т.Н., Хомич В.Б. Двумерная динамика электронных пучков в многорезонаторных клистронах. Электр, техника, сер. I, Электр. СВЧ, 1978, в. 9, с. 3.

45. Бороденко В.Г., Ведяшкина К.А., Зернова М.С., Победоносцев А.С., Солнцев В.А., Хомич В.Б. Механизм ограничения группировки пучков в клистронах. Электронная техника, сер. I, Электр. СВЧ, 1977, в. 10, с. 3.

46. Бороденко В.Г., Варнавский А.Н. Аналитическая оценка КПД и полосы усиления клистрона с заданной выходной мощностью. Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1982, в. 10, с. 25.

47. Бороденко В.Г., Варнавский А.Н., Шумарина З.В. Опенка максимального электронного КПД и нагрузки выходного резонатора клистрона. Электронная техника, сер. I, Электр. СВЧ, 1982, в. 7, с. 18,

48. Бородин В.И., Долганов А.П., Сандалов А.Н., Стогов А.А. Электродинамическая система, релятивистского клистрона. ГУ Всес. семинар по релятив. высокочастотной электронике: М:, 1984, с. 107.

49. Бородин В.И., Сандалов А.Н. Многорезонаторный клистрон с релятивистским электронным потоком. Тезисы ГУ Всесоюзного семинара по релятивистской высокочастотной электронике: Москва, 1984, с. 106.

50. Бугаев С.П., Канавец В.И., Климов А.И., Кошелев В.И., Черепеиии В.А. -Релятивистский многоволновой черенковский генератор. В кн.: Релятивистская высокочастотная электроника. Вып. 4. -Горький: Изд-во ИПФ АН СССР, 1984.

51. Бугаев С.П., Крейндель Ю.Е., Шанин П.М. Электронные пучки большого сечения. М., Энергоатомиздат, 1984,110 с.

52. Будкер Г.И. и др. Гирокон - мощный СВЧ генератор с высоким КПД. Препринт ИЯФ СО АН СССР (78-9): Новосибирск, 1978,23 с.

53. Бурнейка К.П. Вопросы нелинейной электроники приборов СВЧ с электронным пучком. Кандидатская диссертация: М., 1970.

54. Бурнейка К.П., Голованова В.В., Васильев Е.И., Канавец В.И., Лопухин В.М. Показатель качества группировки и электронный КПД четырехрезонаторного клистрона. Р. и Э, 1971, т. 16, № 4, с. 561.

55. Бурнейка К.П., Канавец В.И. Группировка электронов в клистроне с использованием нелинейного волнового процесса. Изв. ВУЗов, Радиоэлектроника, 1970, т. 13, № 3, с. 370.

56. Бурнейка К.П., Канавец В.И. Влияние пространственного заряда на группировку электронов в двухрезонаторном клистроне с конечным углом пролета в зазоре. Электр, техника,сер.1, Электр.СВЧ, 1970,в.2, с. 26.

57. Бурнейка К.П., Канавец В.И. Группировка электронов в трехрезонаторном клистроне при конечных значениях первеанса. Изв. ВУЗов, РЭ, 1971, т. 14, № 2, с. 163.

58. Бурнейка К.П., Канавец В.И. Об оптимизации параметров двухрезонаторного клистрона. Изв. ВУЗов, РЭ, 1969, т. 12, № 9, с. 1018.

59. Бурнейка К.П., Канавец В.И., Мозговой Ю.Д., Сандалов А.Н. Об оптимальных параметрах группирователей многорезонаторных клистронов. Электр, техника, сер. I: Электр. СВЧ, 1971, в. I, с. 29 - 38.

60. Бурнейка К.П., Канавец В.И., Ни Н.П., Сандалов АН. Исследование двухсекционного умножителя частоты на лампе с бегущей волной. У1 Межвуз. конференции по электронике СВЧ: Минск, 1969, с. 19.

61. Бурнейка К.П., Канавец В.И., Ни Н.П., Сандалов А.Н. Исследование двухсекционного умножителя частоты на ЛБВ. Электр, техника, сер. I,. Электрон. СВЧ, 1970, в. 6, с. 31.

62. Вазов В., Форсайт Дж. Разностные методы решения дифференциальных уравнений в частных производных. М., ИЛ, 1963.

63. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. М., Сов. радио, 1957.

64. Вайнштейн Л.А. Электронные волны в замедляющих системах ч. I. ЖТФ, 1956, с 126.

65. Вайнштейн Л.А. Нелинейная теория ЛБВ, ч. I. Уравнение и законы сохранения. Р. и Э, 1957, т. 2, с. 883.

66. Вайнштейн Л.А. Нелинейная теория ЛБВ, ч. П. Численные результаты: Р. и Э, 1957, т. 2, с. 1027.

67. Вайнштейн Л.А., Назарова М.В., Солнцев В.А. Метод опорных частиц в одномерной нелинейной теории ламп с бегущей волной. Р.Э, 1977, т. 22, № 2, с. 327.

68. Вайнштейн Л.А., Солнцев В.А. Лекции по сверхвысокочастотной электронике. М., Сов. радио, 1973.

69. Вайнштейн Л.А., Филимонов Г.Ф. Нелинейная теория ЛБВ, ч. Ш. Влияние сил расталкивания. Р. и Э, 1958, т. 3, с. 80.

70. Вальднер О.А., Зверев Б.В., Собенин Н.П., Щедрин И.С. -Диафрагмированные волноводы. Энергоатомиздат, 1991,280 с.

71. Ванке В.А., Лопухин В.М., Саввин В.Л. Проблемы солнечных космических электростанций. УФН, 1977, т. 123, в. 4, с. 633.

72. Ванке В.А., Лопухин В.М., Саввин В.Л., Сандалов А.Н. Радиофизические проблемы космической энергетики. IX Всес. конференция по электронике СВЧ, Киев, 1979, с. 20.

73. Варнавский А.Н. Оптимальное группирование в широкополосных клистронах. Электронная техника, сер. Электр. СВЧ, 1983, в. 12, с. 3.

74. Васильев В.В., Луконин Е.И., Фурман Э.Г. Линейный индукционный ускоритель ЛИУ 0,5/300 с периодическим следованием импульсов. ПТЕ, 1988, № 5 с. 223.

75. Васильев В.В., Фурман Э.Г. Линейный индукционный ускоритель ЛИУ 0,5/7 с мощным источником от одного разрядника. ПТЕ, 1992, № 6 с. 158.

76. Васильев Е.И. Нелинейные процессы в выходном устройстве приборов клистронного типа. Кандидатская диссертация: М., 1968.

77. Васильев Е.И., Голубев С.Н., Сандалов А.Н., Теребилов А.В. СЭ, 1985, в.З, с. 24-28.

78. Васильев Е.И., Гранит Я Ш., Канавец В.И., Сандалов А.Н., Трифонов А.И., Юрьев В.И. Теоретическое и экспериментальное исследование свойств связанных замедляющих структур. Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1982, в. 10, с. 34.

79. Васильев Е.И., Канавец В.И., Лопухин В.М. Об оптимизации параметров выходного однозазорного резонатора клистрона. Р. и Э, 1970, т. 6, с. 1189.

80. Васильев Е.И., Канавец В.И., Лопухин В.М. Влияние пространственного заряда на КПД двухзазорного выходного резонатора. Изв. ВУЗов, РЭ, 1971, т. 14, №5, с. 583.

81. Васильев Е.И., Канавец В.И., Лопухин В.М. Нелинейное взаимодействие потока электронов с полем выходного резонатора. Р. и Э, 1967, т. 12, с. 1283.

82. Васильев Е.И., Канавец В.И., Лопухин В.М. Влияние постоянной составляющей поля на КПД резонатора. Р. и Э, 1968, т. 13, с. 157.

83. Васильев Е.И., Сандалов А.Н. Особенности коллективных процессов в выходных системах релятивистских клистронов. Р. и Э, 1999, т.44, № 6, с. 728-731.

84. Васильев Б.И., Канавец В.И., Сандалов А.Н., Теребилов А.В. Энергообмен в выходном резонаторе релятивистского клистрона. Р. и Э, 1982, т. 27, № 7, с. 1440.

85. Ведяшкина К.А., Солнцев В.А. Расслоение электронного потока в лампе с бегущей волной. Электр, техника, сер. I, Электр. СВЧ, 1972, в. 9, с. 3.

86. Вопросы генерирования СВЧ излучения. Труды РиАН СССР, 1982,42,245с.

87. Вопросы релятивистской СВЧ электроники. Труды РиАН СССР, 1983, 270 с.

88. ГУ Всесоюзный симпозиум по сильноточной электронике. Томск, ИСЭ СО АН СССР, ч. 1,1982, ч. 2,1986.

89. Вычислительные методы в физике плазмы. М., Мир, 1974.

90. Вычислительные методы в физике. Управляемый термоядерный синтез. М., Мир, 1980.

91. Гайдук В.И., Палатов К.И., Петров Д.М. Физические основы электроники СВЧ. М., Сов. радио, 1971,600 с.

92. Гайтлер В. Квантовая теория излучения. М., ИЛ, 1956.

93. Галков В.А., Снедков Б.А. Получение сгустков электронов минимальной протяженности с учетом пространственного заряда. ЖТФ, 1965, т. 35, с. 1767.

94. Гапонов-Грехов А.В., Петелин М.И. Релятивистская высокочастотная электроника. Вестник АН СССР, 1979, № 4, с. 11 - 23.

95. Гапонов-Грехов А.В., Петелин М.И., Юлпатов В.К. Индуцированное излучение классических осцилляторов и его использование в высокочастотной электронике. Изв. ВУЗов, Радиофизика, 1967, т. 10, № 9-10 с. 1414.

96. Гвоздовер С.Д. Теория электронных приборов сверхвысоких частот. М., Гостехиздат, 1956,527 с.

97. Геккер И.Р., Лебединский С.В. Распределение электронов по энергиям за выходным резонатором мощного пролетного клистрона. Вопросы радиоэлектроники, сер. I. Электроника, 1961, в. 9, с.24.

98. Генераторы когерентного излучения на свободных электронах. Пер. с англ, под ред. А. А. Рухадзе: М., Мир, 1983,259 с.

99. Германович О.П. Расчет коэффициентов редукции плазменной частоты колебаний электронного потока конечного диаметра при больших параметрах группирования. Вопросы радиоэлектроники, сер. I. Электроника СВЧ, 1962, в. 12, с. 51.

100. Гинзбург В.Л. Об излучении радиоволн и их поглощение в воздухе. Изв. АН СССР, сер. Физика, 1947, т. 2, № 2, с. 165.

101. Гинзбург ВЛ. Распространение электромагнитных волн в плазме. М., Наука, 1967.

102. Гинзбург В.Л. Теоретическая физика и астрофизика. М., Наука, 1981.

103. Гинзбург В.Л., Цитович В.Н. Переходное излучение и переходное рассеяние. М., Наука, 1984,360с.

104. Гиротрон. Горький: Изд. ИПФ, 1981,254 с.

105. Голдман С. Теория информации. М., ИЛ, 1952.

106. Голеницкий И.И., Захарова А.Н., Хомич В.Б. К методике расчета поля пространственного заряда пучка при решении на ЭВМ задач динамической электронной оптики. Электронная техника, сер. I. Электр. СВЧ, 1970,в.6,с. 3.

107. Голеницкий И.И., Захарова А.Н., Хомич В.Б. Формирование ленточного электронного потока в динамическом режиме ЛОВ с периодической электростатической фокусировкой. Электронная техника, сер. I. Электроника СВЧ, 1970, в. 6, с. 3.

108. Голеницкий И.И., Захарова А.Н., Хомич В.Б. Влияние условий формирования пучка на выходные параметры ЛОВ с электростатической фокусировкой. Электронная техника, сер. I, Электр. СВЧ, 1970, в. 2, с. 13.

109. Голеницкий И. И., Захарова А.Н., Хомич В.Б. Моделирование на ЭВМ процессов формирования электронных пучков и их взаимодействие с высокочастотными полями в приборах СВЧ типа "О". Электр, техника, сер. I. Электроника СВЧ, 1972, в. 12, с. 7.

110. Голеницкий И.И., Захарова А.Н., Кущевская Т.П., Хомич В.Б. Шерель Л.А. Метод ускоренного расчета на ЭВМ электронно-оптических систем от катода до коллектора. Электрон, техника, сер. I, Электр. СВЧ, 1975, в.2,с. 63.

111. Горбунов С.К., Рябенкнй B.C. Разностные схемы: М., Наука, 1977,439с.

112. Гранит Я.Ш., Васильев Е.И., Канавец В.И., Сандалов А.Н. Показатель качества группирования и электронный КПД мощного многорезонаторного клистрона. Рукопись деп. в ВИНИТИ от 8 июля 1975 г. № 2052-75 Деп.

113. Григорьев А.Д. Электродинамика и техника СВЧ. М., Высшая школа, 1990,334 с.

114. Григорьев А.Д., Янкевич В.Б. Резонаторы и резонаторные замедляющие системы СВЧ. М., Радио и связь, 1984,247 с.

115. Девидсон Р. Теория заряженной плазмы. Пер. с англ, под ред. А.А. Коломенского: М., Мир, 1965.

116. Джексон Дж. Классическая электродинамика. М., Мир, 1965.

117. Диденко А.Н., Григорьев В.П., Усов Ю.П. Мощные электронные пучки и их применение. М., Атомиздат, 1977,277 с.

118. Диденко А.Н. Зверев Б.В. СВЧ - энергетика. М.: Наука, 2000,264с.

119. Диденко А.Н., Юшков Ю.Г. Мощные СВЧ импульсы наносекундной длительности. М., Энергоатомиздат, 1984,112 с.

120. Динг Я.Г., Родякин В.Е., Сандалов А.Н., Чашурина А.Н., Шен Б. -Особенности группирования электронов в широкополосных клистронах. Труды IX Всероссийской школы-семинара «Физика и применение микроволн»,2003, Звенигород, 4.1. с.23,24.

121. Дувизон В.М., Пауткин А.Ю., Синцов В.В., Смилга В.И., Теребилов А.В, Тимохин А.Б., Шафранов Д. Мощный импульсный клистрон на основе пучка со взрывной эмиссией. ЖТФ, тЛб.вып. 7-12 апреля 1990 г., с. 83-87.

122. Жерлицын А.Г. и др. Релятивистский магнетрон с независимым возбуждением. ЖТФ, т. 49, № 11,1979, с. 2480.

123. Журавлев С.В., Канавец В.И., Мозговой Ю.Д., Сандалов А.Н. -Квазитрехмерная нелинейная теория приборов с продольным взаимодействием. Р Э, 1978, т. 23, № 7, с. 1557.

124. Журавлев С.В., Канавец В.И., Сандалов А.Н. Динамическая расфокусировка электронного пучка в мощном многорезонаторном клистроне. Рукопись деп. в ВИНИТИ от 2 июня 1975 г. № 1558-75 Деп.

125. Журавлев С.В., Канавец В.И., Сандалов А.Н. Двумерная теория группирования электронов в многорезонаторном клистроне. Доклад на сессии Дня Радио и связи 6-8 мая 1974 г., Москва, с. 5.

126. Забалканский Э.С., Хайков А.З. Расчет конвекционного тока в многорезонаторном клистроне. Труды Инст. связи, 1964, в. 20, с. 3.

127. Забалканский Э.С., Хайков А.З. Уравнения группирования электронного потока в многорезонаторном клистроне. Труды уч. институтов связи. 1964, в. 20, с. 8.

128. Зусмановский С.А., Зимин С.Ф., Симонов К.Г. Расчет полосы пропускания клистрона в нелинейном режиме. Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1963, в. 9, с. 40.

129. Зусмановский С.А., Харланова З.И. Продольная разгруппировка в мощных клистронах при малых параметрах группировки. Труды НИИ Мин РТП СССР, 1956, в. б, с. 9.

130. Зырин С.С., Карнаух В.А., Петров Д.М., Пителин А.П., Самородова Г.А. К расчету на ЭЦВМ частотных, амплитудных и фазовых характеристик многорезонаторных пролетных клистронов. Электр, техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1969, в. 10, с. 41.

131. Зырин С.С., Петров Д.М. К учету пространственного заряда и окружающего электронный поток проводящего экрана при группированииэлектронов в многорезонаторном клистроне. Электр, техника, сер. I, Электр. СВЧ, 1963, в. 2, с. 3.

132. Зырин С.С., Петров Д.М. К расчету характеристик многорезонаторного клистрона. Электронная техника, сер. I, Электр. СВЧ, 1966, в. 3, с. 28.

133. Зырин С.С., Петров Д.М. Приближенный расчет широкополосного трехрезонаторного клистрона. Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1968, в. 7, с. 3.

134. Зырин С.С., Петров Д.М. Каскадная группировка электронов в преобразовательном клистроне. Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1968, в. 4, с. 3.

135. Иванов А.В., Филимонов Г.Ф. Анализ условий работы клистронов в режимах максимальных КПД. Изв. ВУЗов, РЭ, 1975, т. 18, № 12, с. 56.

136. Кадомцев Б.Б. Коллективные явления в плазме. М., Наука, 1976.

137. Калинин В.И. Генерирование дециметровых и сантиметровых волн. М., Связьиздат, 1948.

138. Капица П.Л. Электроника больших мощностей. М.: Изд-во АН СССР, 1962.195 с.

139. Каценеленбаум Б.З. Высокочастотная электродинамика. М.: Наука, 1966. 238 с.

140. Канавец В.И. Докторская диссертация, МГУ, Физ. факультет, 1978 г.

141. Канавец В.И., Кандабаров В.Н., Сандалов А.Н. Колебания и волны в цепочках шестиполюсников дискретно связанных с электронным потоком. Р и Э, 1979, № II, т. 24, с. 2308.

142. Канавец В.И., Лебединский С.В., Васильев Е.И., Гранит Я.Ш., Журавлев С.В., Кучугурный В.И., Сандалов А.Н. Мощные многорезонаторные клистроны (оптимизация параметров). Электр, техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1976, в. 11, с. 33.

143. Канавец В.И., Лопухин В.М., Сандалов А.Н. Нелинейные процессы в мощных многорезонаторных клистронах и оптимизация их параметров. Лекции по электронике СВЧ (3-я зимняя школа-семинар инженеров), книга УП, изд. СГУ, 1974,253 с.

144. Канавец В.И., Мозговой Ю.Д., Сандалов А.Н. Метод итераций в нелинейной теории ЛБВ. Вопросы электр. СВЧ: Изд. СГУ, 1977, в. 10, с. 106.

145. Канавец В.И., Мозговой Ю.Д., Сандалов А.Н. Нелинейная теория ЛБВ с неоднородными замедляющими системами. Тезисы 8 Всес. межвузовской конференции по электронике СВЧ, Ростов-на-Дону, 1976, с. 28.

146. Канавец В.И., Мозговой Ю.Д., Сандалов А.Н. Нелинейное взаимодействие электронного пучка и поля замедляющей системы вне полосы прозрачности. Р и Э, 1977, т. 22, № 2, с. 408.

147. Канавец В.И., Мозговой Ю.Д., Слепков А.И. Излучение мощных электронных потоков в резонансных замедляющих системах. М.: Изд-во МГУ, 1993,208с.

148. Канавец В. И., Павлов О.И., Сандалов А.Н. -Эффект расслоения и максимальный КПД мощного многорезонаторного клистрона. Электроннаятехника, сер. I, Электроника СВЧ, 1974, в. 3, с. 13 23. (SLAC - Trans. - 0179, november 1977).

149. Канавец В.И., Пикунов В.М., Сандалов А.Н. Приближенная нелинейная теория многочастотных приборов с продольным взаимодействием. Р и Э, 1978, т. 23, № I, с. 132.

150. Канавец В.И., Пикунов В.М., Сандалов А.Н. Приближенная нелинейная теория многочастотных приборов с продольным взаимодействием. Доклад на XXXI Всес. научной сессии, Дню Радио, 25-27 мая 1976 г., с. 21.

151. Канавец В.И., Ряполов Н.Ф., Сандалов А.Н., Черепенин В.А. Исследование открытых электродинамических систем релятивистской дифракционной электроники. Вестник Моск. Университета, Физика, астрономия, 1979, т. 20, № I, с. 40-47.

152. Канавец В.И., Сандалов А.Н. Компенсация эффекта расслоения в клистронном группирователе при дополнительной модуляции на двойной частоте. Электр.техника, сер. I, Электр. СВЧ, 1971, в. 3, с. 33.

153. Канавец В.И., Сандалов А.Н. Высокоэффективное взаимодействие потока и поля в мощных электронных приборах клистронного типа. Тезисы 1У Всесоюзного семинара по релятивистской высокочастотной электронике: Москва, 1984, с. 110.

154. Канавец В.И., Сандалов А.Н. Приближение расслоения в нелинейной теории приборов типа "О" с неоднородным электронным пучком конечного первеанса. Электронная техника, серия 1, Электроника СВЧ, 1973, в. 5, с. 133. (деп. рукопись 25 с).

155. Канавец В.И., Сандалов А.Н. Компенсация эффекта расслоения в группирователе клистрона с разнозазорными резонаторами. Электр, техника, серия 1, Электроника СВЧ, 1973, в. 5, с. 134. (деп. рукопись 30 с).

156. Канавец В.И., Сандалов А.Н. Эффект расслоения в многорезонаторном группирователе и его компенсация. 1У Всес. отраслевом семинаре по колебательным явлениям в потоках заряженных частиц: JI:, 1971. с. 23

157. Канавец В.И., Сандалов А.Н. Эффект расслоения и КПД мощных приборов. Доклады УП Всесоюзной научной конференции "Электронные приборы СВЧ и области их применения": Изд. ТУ, Томск, 1972,4 стр.

158. Канавец В.И., Сандалов А.Н. Исследование одномерной модели многорезонаторного группирователя электронов при дополнительном воздействии на частоте второй гармоники. Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1971, в. 3, с. 11.

159. Канавец В.И., Сандалов А.Н. Релятивистские генераторы и усилители СВЧ излучения. Итоги науки и техники, сер. Электроника т. 17: М., ВИНИТИ, 1985, с. 82-110.

160. Канавец В.И., Сандалов А.Н. Исследование многорезонаторных группирователей с дополнительной модуляцией на частоте второй гармоники сигнала при учете эффекта расслоения. Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1971, в. 9, с. 62.

161. Канавец В.И., Сандалов А.Н., Слепков А.И., Теребилов А.В. О получении высоких КПД в широкополосных приборах. Тезисы У1 Всесоюзного семинара по колебательным явлениям в потоках заряженных частиц, Ленинград, 1977, с. 10.

162. Канавец В.И., Сандалов А.Н., Слепков А.И., Теребилов А.В. -Группирование электронов в мощных широкополосных клистронах с высоким КПД. Р и Э, 1978, т. 23, № 11, с. 2379.

163. Канавец В.И., Сандалов А.Н., Теребилов А.В. Функция влияния кулоновских сил пространственно развитых электронных потоков. Р. и Э, 1982, т. 27, № 7, с. 1437-1447.

164. Канавец В.И., Сандалов А.Н., Теребилов А.В., Черепенин В.А. -Дифракционный синхротронный мазер. IX Всесоюзная конференция по электронике СВЧ, Киев, сентябрь 1979 г., с. 86.

165. Канавец В.И., Сандалов А.Н., Черепенин В.А. Релятивистское дифракционное излучение мощных электронных потоков. Доклад на XXXI Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню Радио 1976 г.

166. Канавец В.И., Сандалов А.Н., Черепенин В.А. -Дифракционное излучение релятивистского поливинтового электронного потока. Письма в ИТФ, 1977, № 13, с. 654.

167. Канавец В.И., Сандалов А.Н., Черепенин В.А. Дифракционное излучение релятивистского потока в открытом волноводе. Тезисы У1 Всесоюзного семинара по колебательным явлениям в потоках заряженных частиц: Ленинград, 1977. с. 21.

168. Карнаух А.И., Карнаух В.А., Нетребко С.Я., Петров Д.М. Применение ЭВМ для расчета многорезонаторного усилительного клистрона с сильной магнитной фокусировкой (оптимизация в полосе частот). Электронная техника, сер. I, Электрон. СВЧ, 1972, в. 5, с. 36.

169. Карнаух О.И., Михайлов Г.Ф., Петров Д.М. "Парциальные" параметры группирования и конвекционный ток в пролетно-отражательном и трехрезонаторном клистронах. Вопросы радиоэлектроники, сер. I, Электроника, 1965, в. 6, с. 3.

170. Карнаух А.И., Петров Д.М, Многочастотная группировка электронов в пролетном клистроне при ступенчатом изменении пространственного заряда. Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1969, в. 2, с. 23.

171. Кац А.М., Манькин И. А. Теоретическое исследование влияния радиальных ВЧ полей на взаимодействие электронного потока с бегущей электромагнитной волной в ЛБВ. Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1969, в. 4, с. 39.

172. Кац А.М., Ильина Е.М., Манькин И.А. Нелинейные явления в приборах "О" типа с длительным взаимодействием. М., Сов. радио, 1975,295 с.

173. Кацман Ю.А. Вопросы теории многорезонаторных клистронов. М., Связьиздат, 1958.

174. Кацман Ю.А. Приборы сверхвысоких частот. М., Высшая школа, 1973,382 с.

175. Кацман Ю.А. О применении колебаний ионоэлектронной плазмы в технике сверхвысоких частот. Изв. АН СССР, сер. физ., 1940, т. 4, с. 545.

176. Кацман Ю.А. Обобщенное уравнение колебаний линейного электронного потока конечного сечения. BP сер. I, Электр. СВЧ,1965, в. 6,с. 3.

177. Кацман Ю.А. О приближенном методе аналитического расчета нелинейного группирования в пролетном клистроне. Электронное приборостр., 1968, в. 5, № 2, с. 26.

178. Кацман Ю.А. Каскадное нелинейное группирование в пролетных многорезонаторных клистронах. Доклад на 3-ем отраслевом семинаре по колебаниям в электронных потоках. Июнь 1969 г., Ленинград.

179. Кацман Ю.А., Беневоленский Д.М. Нелинейная теория группирования в релятивистском клистроне. В кн.: Колеб. явления в потоках заряженных частиц: Л., СЗПИ, 1978, с. 79.

180. Кацман Ю.А., Мовнин С.М. Аналитический расчет нелинейного группирования в пролетном многорезонаторном клистроне. Труды СЗПИ, 1967, № 2, с. 103.

181. Кейер А.П., Филимонов Г.Ф. Анализ процесса взаимодействия потока электронов с полями промежуточных и выходных резонаторов. Электронная техника, сер. I, Электроника. СВЧ, 1972, в. 2. с. 11.

182. Кирштейн П., Кайно Г., Уотерс У. Формирование электронных пучков. М., Мир, 1970.

183. Клеен В., Пёшль К. Введение в электронику сверхвысоких частот, т. 2 (т. I - Клеен В. Пер. с нем. под ред. А.С. Тагера). Пер. с нем. под ред. В.А.Солнцева: М., Сов. радио, 1963.480 с.

184. Клингер Г. Сверхвысокие частоты. М., Наука, 1969,272 с.

185. Клистроны. Пер. с англ. под ред. Е.Д.Науменко. Сов. радио, 1952.

186. Коваленко В.Ф. Введение в электронику СВЧ. М., Сов. радио, 1955.

187. Кочетова В.А., Кучугурный В.И., Лебединский С.В. и др. Пролетный клистрон с высоким КПД. Некоторые вопросы теории и эксперимента. Р и Э, 1981, т. 26, № 1, с. 132.

188. Кочетова В.А., Малыхин А.В., Петров Д.М. Критерий оптимальности и форма оптимального сгустка электронов в пролетном клистроне. Р и Э, 1980, т. 25, № 9, с. 1936.

189. Кузелев М.В., Рухадзе А.А., Стрелков П.С. Плазменная релятивистская СВЧ электроника. М.\ Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002.544 с.

190. Кукарин С.В. Электронные СВЧ приборы. М., Радио и связь, 1981,272с.

191. Кураев А.А. Вычислительный эксперимент в электронике СВЧ. Изв. ВУЗов, Радиоэлектроника, 1985, т. 28, № 10, с. 3.

192. Кураев А.А. Теория и оптимизация электронных приборов СВЧ. Минск, Наука и техника, 1979,336 с.

193. Кураев А.А. Мощные приборы СВЧ. М., Радио и связь, 1986.

194. Лазеры на свободных электронах. Горький, ИПФ, 1985.

195. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М., Наука, 1973.

196. Лебедев И.В. Техника и прибора СВЧ, ч. I, П. М., Выс. школа, 1970,1972.

197. Лебединская А.Д. Патенты США по пролетным клистронам. ЦНИИ Электр., 1970.

198. Лебединский С.В., Канавец В.И., Васильев Е.И., Гранит Я.Ш., Кучугурный В.И., Сандалов А.Н. Мощные многорезонаторные клистроны (сравнение теории и эксперимента). Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1977, в. 1, с. 41.

199. Логутова Л.А., Сулакшин А.С., Цыганков В.В. Формирование магнитного поля и моделирование движения электронов в неоднородном магнитном поле клистрона. Генераторы и усилители на релятивистских электронных потоках, МГУ, 1984. с. 129.

200. Лопухин В.М. Возбуждение электромагнитных колебаний и волн электронными потоками. М., Гостехиздат, 1953.

201. Лопухин В.М., Родякин В.Е., Сандалов А.Н. Теоретические исследования коллекторных систем СВЧ приборов. Изв. ВУЗов, Радиоэлектроника, 1985, № 10, с. 22.

202. Лоусон Дж. Физика пучков заряженных частиц. М., Мир, 1980,438 с.

203. Люиселл У. Связанные и параметрические колебания в электронике. М., ИЛ, 1963.

204. Мазеры на циклотронном резонансе. Тем. указ, литер. (1958-1980): Г., Изд. ИПФ, 1983.

205. Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирование на ФОРТРАНЕ. М., Мир, 1977,584 с.

206. Малыхин А.В., Петров Д.М. Вопросы нелинейной аналитической теории движения заряженных сред. Лекции по электронике СВЧ. Изд. СГУ, 1981, к. 6.

207. Малыхин А.В., Петров Д.М. К синтезу электронного сгустка в пролетном клистроне. Р и Э, 1979, т. 24, № 7, с. 1389.

208. Малыхин А.В., Петров Д.М. Некоторые особенности решения уравнения колебаний для электронного потока. Р Э, 1979, т. 24,1, с. 122.

209. Малькова Н.Я., Победоносцев А.С., Бороденко В.Г. О предельных КПД приборов типа "О". Электр.техника, сер. I, Электр. СВЧ, 1969, в. 7, с. 3.

210. Манькин И.А., Кац А.М. Некоторые вопросы двумерной теории лучевых приборов "О" типа. Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1966, в. И, с. 48.

211. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. М., Наука, 1977,455с.

212. Маршалл Т. Лазеры на свободных электронах. Пер. с англ. под ред. А.Н. Сандалова: М., Мир, 1987,236 с.

213. Месяц Г.А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. М.: Сов. радио, 1974.256с.

214. Миллер Р. Введение в физику сильноточных пучков заряженных частиц. Пер. с англ, под ред. А.А.Коломенского: М., Мир, 1984,432 с.

215. Миллиметровые и субмиллиметровые волны. Под ред. Р.Т. Мириманова: М., Изд. ИЛ, 1969, с. 670.

216. Михайлов Г.Ф., Петров Д.М., Соловьева М.И. К теории преобразования частоты при двухкаскадной группировке электронов. Вопросы радиоэлектроники, сер. I, Электроника, 1961, в. 6, с. 34.

217. Михеев В.В., Сандалов А.Н., Стогов А.А., Теребилов А.В. Экспериментальное исследование многопучкового релятивистского устройства. Препринт физ. факультета, 1982, № 10,5с.

218. Молоковский С.И., Сушков А.Д. Интенсивные электронные и ионные пучки. Л., Изд. Энергия, 1972,271 с.

219. Москаленко В.Ф., Петров Д.М. Кинематическая теория каскадной группировки электронов в многорезонаторном клистроне. Вопросы радиоэлектроники, сер. I, Электроника, I960, в. 8, с. 17.

220. Мощные генераторы и усилители на релятивистских электронных потоках (МГУ-84). М., Изд. МГУ, тезисы -1984,143с, труды -1987,188 с.

221. Мощные электровакуумные приборы СВЧ. М., Мир, 1974,134 с.

222. Научно-техн. отчет по теме I/8I "Вега", физический факультет МГУ, 1985, 152 с.

223. Научно-техн. отчет по теме 6/86 "Элит", физический факультет МГУ, 1990, 252 с.

224. Овчаров В.Т., Солнцев В.А. Применение упрощенных нелинейных уравнений для расчета ламп типа "О". Р. и Э, 1962, т. 7, № 11, с. 1931.

225. Павлов О.И., Филимонов Г.Ф. Особенности работы клистрона с большой плотностью объемного заряда. Изв. ВУЗов, Радиоэлектроника, 1973, т. 16, № 10, с. 76.

226. Петров Д.М. Каскадная группировка электронов в многочастотном режиме. Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1967, и. 6, с. 21.

227. Петров Д.М. и др. К расчету на ЭЦВМ частотных, амплитудных: и фазовых характеристик многорезонаторных клистронов. Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1969, в. 10, с. 41.

228. Петров Д.М., Акментынып Я.Я. Взаимодействие сгруппированных электронов с СВЧ полем плоского зазора. Вопросы радиоэлектроники, сер. I, Электроника, 1965, в. 6, с. 50.

229. Петелин М.И. Принцип подобия для высокочастотных приборов с ультрарелятивистскими электронными потоками. Изв. ВУЗов, Радиофизика, 1970, т. 13, № 10, с. 1586.

230. Пикунов В.М. Многочастотные процессы при взаимодействии электромагнитных полей и электронных потоков. Канд. Диссер., физический факультет МГУ, 1982,190 с.

231. Пикунов В.М., Прокопьев В.Е., Сандалов А.Н. Ускоренный метод расчета нелинейных процессов в приборах с продольным взаимодействием. X Всес.научная конференция "Электроника СВЧ": Минск, 1983, с. 45.

232. Пикунов В.М., Прокопьев В.Е., Сандалов А.Н. Ускоренный метод расчета нелинейных процессов в приборах с продольным взаимодействием. Р и Э, 1985, т. 30, № 4, с. 774.

233. Пикунов В.М., Прокопьев В.Е., Сандалов А.Н. Метод "опорных" частип в нелинейной теории устройств клистронного типа. 1У Всесоюзный семинар по релятивистской высокочастотной электронике, М, 1984 г.

234. Пикунов В.М., Родякин В.Е., Сандалов А.Н. Структура электромагнитных полей релятивистского электронного сгустка в трубе дрейфа. Физика и прим. микроволн, Изд. МГУ, 1991, ч. 2, с. 177-180.

235. Пикунов В.М., Родякин В.Е., Сандалов А.Н. Коллективные процессы в интенсивных электронных потоках. Физика и прим. микроволн, Изд. МГУ, 1991,ч. 2, с. 181-184.

236. Пикунов В.М., Сандалов А.Н. Усиление двух близких по частоте сигналов в многорезонаторном клистроне. Р. и Э, 1986, т. 31, № 5, с. 968.

237. Пикунов В.М., Сандалов А.Н., Федяев Д.В. Особенности взаимодействия волн в выходной системе релятивистского клистрона. В кн.: Физика и применение микроволн, Изд. МГУ, 1991, ч. 1, с. 144-147.

238. Пирс Дж. Лампа бегущей волны. М., Сов. радио, 1952.

239. Поспелов Л. А. К учету пространственного заряда в теории клистрона. Р. и Э, 1964, т. 9, с. 1659.

240. Прокопьев В.Е., Сандалов А.Н., Теребилов А.В. Исследование процессов группирования в релятивистском клистроне. 37 Всесоюзная сессия, посвященная Дню Радио, май 1982 г., ч. 2, с. 141.

241. Пчельников Ю.Н., Свиридов В.Т. Электроника сверхвысоких частот. М., Радио и Связь, 1981,95 с.

242. Разработка и применение источников интенсивных электронных пучков. Под. ред. проф. Г.А. Месяца: Н., Наука, 1976,191 с.

243. Релятивистская высокочастотная электроника, вып. 1-5. Горький, Изд. ИПФ, 1979 г., 1981 г., 1983 г., 1985 г., 1987 г.

244. Родякин В.Е., Сандалов А.Н. Исследование отбора и рекуперации энергии электронного пучка в клистроне. XI Всесоюзная конференция по электронике СВЧ. Орджоникидзе, 1986, ч. I, с. 81.

245. Родякин В.Е., Сандалов А.Н. Анализ цилиндрического коллектора мощного СВЧ прибора типа "О". Тезисы 1У Всесоюзного семинара по релятивистской высокочастотной электронике: М., 1984, с. 93.

246. Родякин В.Е., Сандалов А.Н. Численное моделирование конвекционных коллекторов. Межвузовский научно-технический сборник "Моделирование электронных потоков": Томск, 1986, с. 16.

247. Роу Дж. Теория нелинейных явлений в приборах СВЧ. М., Изд. Сов. радио, 1969,615 с.

248. Рошаль А.С. Моделирование заряженных пучков. М., Атомиздат, 1979,214 с.

249. Рошаль А.С., Вецко В.М. Исследование процесса, группирования сильноточного релятивистского пучка на двумерной модели крупных частиц. ЖТФ, 1977, т. 47, № 1, с. 155.

250. Рухадзе А.А., Богданкевич JI.C., Росинский С.Е., Рухлин В.Г. Физика сильноточных релятивистских электронных пучков. М., Атомиздат, I960, 163 с.

251. Савельев В .Я. К теории клайстрона. ЖТФ, 10,1940, с. 1365.

252. Савин В.Б., Кузьмина В.Г. Электровакуумные приборы СВЧ: развитие и применение. Зарубежная радиоэлектроника, 1984, № 3, с. 57.

253. Самарский А.А., Николаев Е.С. Методы решения сеточных уравнений. М., Наука, 1978,590 с.

254. Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем. М., Наука, 1971.

255. Сандалов А.Н. Нелинейная электроника многорезонаторных клистронов в приближении расслоения. Кандидатская диссертация, физический факультет МГУ, 1972,192 с.

256. Сандалов А.Н. Численное моделирование физических процессов в мощных приборах сверхвысоких частот. В кн.: Генераторы и усилители на релятивистских электронных потоках. М., Изд. МГУ, 1987, с. 28-37.

257. Сандалов А.Н. Численное моделирование нелинейного взаимодействия электронного потока и электромагнитного поля в приборах клистронного типа. X Всесоюзная конференция "Электроника СВЧ", Минск, 1983, с. 267.

258. Сандалов А.Н. Лазеры на свободных электронах (обзор). XI конференция по электронике СВЧ, Орджоникидзе 1986 г., ч. I, с. 58.

259. Сандалов А.Н. Коллективные процессы при усилении электромагнитных волн интенсивными электронными потоками. Сборник расширенных тезисов научной конференции "Ломоносовские чтения", апрель 2001 г., МГУ, физ. факультет, с.112-118.

260. Сандалов А.Н., Пикунов В.М., Родякин В.Е. Программные комплексы для разработки мощных высокоэффективных клистронных усилителей. В сб. «Вакуумная СВЧ электроника». НН, Изд. ИПФ, 2002, стр. 97-102.

261. Сандалов А.Н., Родякин В.Е. Коллекторные системы приборов СВЧ с продольным взаимодействием. ЗР, 1984, № 9, с 63.

262. Сандалов А.Н., Родякин В.Е. Комплексная программа анализа динамики электронного потока в клистроне. Межвузовский сборник "Вопросы электронной техники", Саратов, 1988,15 с.

263. Сандалов А.Н., Родякин В.Е., Чашурина А.Н., Динг Я. Г., Шен Б. -Оптимизация сверхширокополосного многолучевого клистронногоусилителя. Электромагнитные волны и электронные системы, 2003 г. т. 8, № 11-12, стр. 70-75.

264. Сандалов А.Н., Стогов А.А. Исследование релятивистских клистронных усилителей. Физика и применение микроволн, Изд. МГУ, 1991,ч.2,с.48-51.

265. Сандалов А.Н., Стогов А.А., Штейн Ю.Г. Теоретическое и экспериментальное исследование клистронного усилителя. XI Всесоюзная конференция по электронике СВЧ, Орджон., 1986, ч. I, с. 48.

266. Сандалов А.Н., Теребилов А.В. Особенности группирования и энергообмена в релятивистском многорезонаторном клистроне. Р и Э, 1983, т. 28, № 9, с. 1803.

267. Сандалов А.Н. Трухин В.И. Обучение, научные исследования, управление: формирование информационного пространства физического факультета МГУ. М. 2002 г., 100 с.

268. Силин В.П., Рухадзе А.А. Электромагнитные свойства плазмы и плазмоподобных сред. М., Атомиздат, 1971.

269. Силин Р.А. Периодические волноводы. М.: Фазис, 2002. Х+, 438 с.

270. Силин Р.А., Сазонов В.П. Замедляющие системы. М., Изд. Сов. радио, 1966,632 с.

271. Смайт В. Электростатика и электродинамика. Изд. ИЛ, 1961.

272. Снедков Б.А. Влияние пространственного заряда в группирователе клистронного типа. 1965, ЖТФ, т. 35, с. 282.

273. Снедков Б.А., Герасимов В.Ф. Распределение пространственного заряда в сгустках электронов при клистронной группировке. ЖТФ, 1970, т. 40, № 11, с. 2415.

274. Солнцев В.А. О силах, действующих на электронный пучок в ЛБВ. ЖТФ, 1968, т. 38, с. 109.

275. Солнцев В.А., Ведяшкина К.А. Двумерные модели и нелинейные уравнения аксиально-симметричных электронных потоков. Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1975, в. 2, с. 34.

276. Тараненко З.И., Трохименко Я.К. Замедляющие системы. Киев, Техника, 1965,307 с.

277. Теребилов А.В. Группирование и энергообмен в мощных устройствах клистронного типа. Канд. диссертация, МГУ, 1981.

278. Тернов И.М., Михайлин В.В., Халилов В.Р. Синхронное излучение и его применение. М., Изд. МГУ, 1980,276 с.

279. Техника субмиллиметровых волн. М., Сов. радио, 1969,477 с.

280. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М., Наука, 1972.

281. Томских О.Н., Фурман Э.Г. Диэлектрический эмиттер в инжекторе ЛИУ. ПТЕ, 1991, № 5 с.136.

282. Тур Ю.Д. К вопросу повышения эффективности энергообмена модулированного электронного потока с высокочастотным полем. Р и Э, 1985, т. 30, № 12, с. 2436.

283. Федяев В.К., Козлов В.Н., Буланкин В.А. Исследование коэффициента редукции поля пространственного заряда в клистроне в нелинейном режиме. Р и Э, 1982, № 3, с. 540.

284. Филимонов Г.Ф. Нелинейная теория двухлучевой электронной лампы, ч. I. Выводы и исследование уравнений: Р. и Э, 1959, т. 4, с. 489.

285. Филимонов Г.Ф. Анализ нелинейных уравнений ЛБВ (обзор). Вопросы радиоэлектроники, сер. I. Электроника СВЧ, 1964, в. 7, с. 3.

286. Филимонов Г.Ф., Бадлевский Ю.Н. Нелинейное взаимодействие электронных потоков и радиоволн в ЛБВ. М., Изд. Сов. радио, 1971.

287. Фурман Э.Г., Васильев В.В., Томских О.Н. и др. Импульсно-периодический Линейный индукционный ускоритель с магнитным коммутатором. ПТЕ, 1993, № 6 с. 5

288. Хайков А.З. Мощные усилители на многорезонаторных клистронах. М., Связь, 1964.

289. Хайков А.З. Клистронные усилители. М., Связь, 1974,392 с.

290. Цейтлин М.Б., Кац A.M. Лампа бегущей волны. М., Сов. радио, 1964.

291. Шевчик В.Н. Взаимодействие электронных пучков с электромагнитными волнами. Саратов, Изд. СГУ, 1963.

292. Шевчик В.Н. Основы электроники СВЧ. М., Сов. радио, 1958.

293. Шевчик В.Н., Трубецков Д.И. Аналитические метода расчета в электронике СВЧ. М., Сов. радио, 1970,584 с.

294. Шевчик В.Н., Шведов Т.Н., Соболева А.В. Волновые и колебательные явления в электронных потоках на сверхвысоких частотах. Саратов, Изд. СГУ, 1962.

295. Шестопалов В.П. Дифракционная электроника. Харьков, Виша школа, 1976,231 с.

296. Щербаков В.В. Нелинейные уравнения ЛБВ в случае усиления сложных сигналов. BP сер. I, Электроника, 1965, в. 3, с. 3.

297. Экспериментальные методы исследования электронных пучков. Серия электроника СВЧ, в. 1(23), ЦНИИ Электроника, 1974,53 с.

298. Abrams R.Y, Levush В., Mondelli А.А., Parker R.K. Vacuum Electronics for the 21st Century. IEEE Microwave magazine, September 2001, pp. 61-72.

299. Allen M.A. et al. Recent Progress in Relativistic Klystron Research. XIV International Conference on High Energy Accelerators, Tsukuba, Japan, August 22-26,1989.

300. Afonin A. M., Dolmatov V. V., Kanavets V. I., Sandalov A. N., Terebilov A. V., Cherepenin V. A. Synchrotron Free Electron Laser. 4th Topical Conference on High Power Electron and Ion Beam: Res. and Tech. Palaisean France, 3 July 1981, pp. 460-463.

301. Ayers W. R., Walker F.R. Efficiency improvements in Coupled Cavity TWT. RADC-TR-79-264 Oct. 1979, Varian Ass.

302. Ayers W. R. Design Construction and Evaluation of a 12.2 GHz 4 kW-CW couple Cavity TWT. NASA-CR-120920,1973.

303. Ayers W. R. High efficiency Amplifier. Varian Ass. Oct. 1981.

304. Auberdiac A., Bearzatto C., Faillon G. A wideband 3 MW peak power S band klystron: IEDM 1984.

305. Backer U., Weiland Т., Dohlus M., Lutgert S., Sprehn D. Comparison of CONDOR, FCI and MAFIA calculations for a 150 MW S-band klystron with measurements", Internal report DESY M-95-08 June 1995 presented to PAC'95, Dallas, May 1-5 1995, pp. 41-43.

306. Balakin V.E., Arapov L.N., Chashurin V.I., Khavin F.D., Kazakov S.Yu., Sandalov A.N. and all. Experimental research of the relativistic klystron for VLEPP. LC'91,17-27 September 1991, BINP, Protvino, pp. 56-69.

307. Balakin V.E., Arapov L.N., Chashurin V.I., Khavin F.D., Kazakov S.Yu., Sandalov A.N. and all. Prototype of VLEPP Relativistic Klystron. LC'91,17-27 September 1991, BINP, Protvino, pp. 70-78.

308. Bastein C., Faillon G., Simon M. Extremely high power klystron for particle accelerator. IEDM 1982, p. 190.

309. Beunas A. Faillon G., THOMSON TTE, France, Choroba S., Gamp A. A high efficiency long pulse multi beam klystron for the TESLA linear collider // DESY-M-2001-05-F; DESY-TESLA-2001-01. Hamburg: DESY, Feb 2001.-3p.

310. Bers A., Penfield P. Coservation principles for plasmas and relativistic electron beams. IRE Trans ED. Jan. 1962, p. 12.

311. Birdsall C.K., Langdon A.B. Plasma physics via computer simulation. 1985, 479p.

312. Branch G.M. Refocusing of the spent axisymmetric beam in klystron tubes. NASA-CR-121114. June 1972.

313. Branch G.M. Analytical design of a Space borne magnetically-focused klystron amplifier. NASA-CR-72461,1968.

314. Branch G.M. Circuits efficiency enhancement Studies at 12 GHz. NASA-CR-72696, General Electr. Co., May 1970.

315. Branch G.M. Electron beam coupling in interaction gaps of cylindrical symmetry. IRE Trans. ED-8,1961, № 3, p. 193.

316. Branch G.M., Mihran T. G. Plasma reduction factors in electron beams. IRE Trans ED-2,1955, p. 3.

317. Branch G.M., Mihran T.G., Neugebauer W., Pohl W. J. Space charge wavelength in electron beam. IEEE Trans. ED-14,1967, p. 350.

318. Breggs W.R. Jr and Miller R. B. Super - Reltron Owner's manual. Titan Corp. 1987,52 pp.

319. Brewer G.R. Some effects of magnetic field strength a Space charge wave propagation: Proc. of IRE 1956, v. 44, p. 896.

320. Brewer G.R. High intensively electron guns. In: Focusing of Charge particles/edd. by A. Septier: Academic press, 1967, v. 2, p. 23.

321. Brillouin L. A theorem of Larmor and its importance for electron in magnetic fields. Phys. Rev. 1945, v. 67, № 7/8, p. 260.

322. Brown W.C. Radiated microwave power transmission system efficiency measurement. S. Rathcom Co., May 1975.

323. Boyd M. R., Dehn R. A., Hickey J. S., Mihran T. G. The multiple Beam klystrons. IEEE Trans, on ED, May 1962, p. 247.

324. Buneman O., Barnes C. W., Green J. C., Nielsen D. E. Principles and Capabilities of 3D EM Particle Simulation. J. of Сотр. Phys.,1980, v. 38, p. 1.

325. Butwell R. J. Efficiency enhancement in megawatt level broadband microwave amplifier. Varian Ass., Feb. 1975.

326. Caldwell T. W. Fundamentals of klystron testing. SLAC-TN-78-2,1978, 82 p.

327. Carlsten В. E., Tallerico P. J. Self-Consistent klystron Simulations: IEEE Trans. NS-32,1985, № 5, p. 2837.

328. Caryotakis G. The X-band Klystron Program at SLAC. SLAC Pub 7146, April 1996.

329. Caryotakis G., et al. Development of multimegawatt klystrons for linear colliders. RF-93, September 1993, Dubna, Russia.

330. Clark W.M. Electron gun technology: Huges Res. Dab., Dec.1976.

331. Clogh L. D. e.a. A high efficiency 15 MW 400 Mc/s pulsed klystron: J. Electr. and Control 1962, v.12, № 12, p. 105.

332. Child C. D. Discharge from hot CAO: Phys. Rev. 1911, v. 32, p. 432

333. Chodorow M. Microwave power generation and transmission. Semifinal report to SPS Committee. 23 Jan. 1981,21 p.

334. Chodorow M., Ginston E. L., Jasberd J., Lebacgs J. V., Shaw H. J. Development of high power pulsed klystron for Practical Application. Proc IRE, 1959, v. 47, p. 20.

335. Chodorow M., Ginston E. L., Neilsen I. R., Sonkin S. Design and performance of high power pulsed klystron. Proc. IRE, 1953, Nov., p. 1584.

336. Chodorow M., Wessel-Berg T A high efficiency klystron with distributed interaction. IRE Trans. 1961, ED-8, № 1, p. 44.

337. Connolly D. J. Computer program for analysis of couple-cavity TWT. NASA-TN-D-8492, May 1977.

338. Connolly D. J. User's Manual for computer program for one dimension analysis of couple-cavity TWT. NASA-TM-X-3565, Aug.1977.

339. Conway E. C. Analytical study and experimental investigation of techniques for improving electron tubes for space application. NASA-CR-86118, Dec. 1968.

340. Cox H. R. Broadband power amplifier tube klystron. NASA-CR-132934 Jan. 1974.

341. Craig E.J. The beam loading admittance of gridless klystron gaps. IEEE Trans. ED-14,1964 № 5, p. 273.

342. Craig E. Relativistic beam-loading Admittance. IEEE Trans, on ED, Jan. 1969, p. 139.359360361362363364,365,366.367,368.369,370.371,372,373,374,375,376,377,378,379,

343. Dickey W. A development program the broadband klystron. Varian Ass., Jan. 1969.

344. Ding Yaogen. Research progress on L-band broadband MBK. IVEC 2002. p. 296,297.

345. Ding Yaogen, Xiao Xianghui, Vladimir E. Rodyakin, Aleksandr N. Sandalov -Theoretical and experimental investigations of the high power MBK, based on 2.5 D Arsenal MSU Computer Code. Proc. of the 2nd ICMMWT, September 2000, Beijing, China pp. 299 - 302.

346. Ding Yaogen, Zhu Yunshu, Yin Xiuling, Shen Bin, Wang Caiying, Zhang Ding. 100 kW L-band CW Broadband Multi-Beam Klystron. IVEC 2003, p. 345. Demmel E. K. Some studies on high perveance hollow-beam klystron. IEEE Trans, on ED, Feb., 1964, p. 66.

347. Demmel E.K. Development of a klystron for satellite operation. IEEE Trans, on ED Dec. 1976.

348. Demmel E.K, Schmidt W. High power klystrons for high energy Physics research applications. IEEE Trans, on NS-30,1983, № 4, p. 3432.

349. Dayton J. A. System efficiency of a microwave power tubes with a multistage depressed collector. NASA-TM-X-2651, Nov. 1972.

350. Dolbilov G.V. et al. Study of 14 GHz VLEPP Klystrons with 11 and 15 mm Aperture. RF94-Pulsed RF Sources for Linear Colliders Montauk, New York, October 2-7,1994

351. Drobot А. Т., Seftor L. Kok., Hanerfeld H., Herrmansfeldt W. B. Numerical Simulation of high power RF Sources. IEEE Trans. NS-30,1983, № 4, p. 3633.

352. Drobot A. e. a. Numerical simulation of high power microwave sources: IEEE Trans, on NS-32,1985, № 5, p. 2733.

353. Eppsley K., Yu S., Drobot A., Herrmannsfeld W., Hanerfeld H., Neilsen D., Brandon S., Melendez R. Result of simulation of high-power klystron. IEEE Trans, on NS-32,1985№ 5, p. 2903.

354. Eppley К., A PPM-Focused Klystron at X-band With a Traveling-Wave Output Structure. AIP Conference Proceedings 337 (RF'94), p.67.

355. Faillon G. Klystron de puissance a large bande. Rev Tech Thomson CSF, 1976, v. 2, № 2, p. 290.

356. Faillon G. New klystron technology. IEEE Trans. NS-32.1985, № 3, p. 345.

357. Faillon G. High power klystron. A New breath, a second youth. 1981 Linear Acc. Conf. Oct. 1981, Santa-Fe.

358. Faillon G. The vacuum electronics industry in Europe. IVEC 2000. p. 23.

359. Faillon G., Bastein C., Bergemann H. Ein neues Hochleistings-klystron fur die Plasmaphysik. Microwellen magazin 1982, v. 8, № 2, p. 148.

360. Faillon G., Kern P. A high-efficiency 37 MW/3GHz/5s Multicavity klystron. 1984 Linear Acc. Conf., May 1984, Darmstadt.

361. Fazio M.V., Hoffert W.J., Patton R. D. A 1 Megawatt CW RF power source for 80 MGz: IEEE Trans, on NS-28,1981, № 3, p. 2904.

362. Fedyaev D.V., Pikunov V.M., Sandalov A.N. Investigation of TW output circuit for relativistic klystrons. XVI International Symposium on Discharges and

363. Electrical Insulation in Vacuum (ISDEIV), 23-30 May 1994, SPIE Proceedings Series, v. 2259, pp. 561-564.

364. Firman G. T 2091-A 20 MW midlband klystron. MOGA-70, p. 14-7.

365. Focusing of charged particles/edd A. Septier. Academic press, 1967, v. 1,2.

366. Forman R. Evaluation of the Wemission capabilities of Spind-type field emitting cathodes. Application of Surface Science 1983, № 16, p. 277.

367. Forman R. Secondary-electron-emission properties of conducting surfaces with application to multistage depressed Collectors for microwave amplifiers. NASA-TR-1097, Nov. 1977.

368. Fowker W. R., Wu E. S. Multimode harmonic power output measurement of SLAC high power klystron. SLAC-PUB-3009, Nov. 1982,38 p.

369. Fowker W.R., Wu E. S. Multimode harmonic power output measurement of SLAC high power klystron. SLAC-PUB-3396, Aug. 1984,8 p.

370. Free electron generation of extreme ultraviolet coherent radiation/edd. J. M. J. Madey, C. Pellegrini. AIP, v. 118, № 4,1984,320 p.

371. Free Electron Lasers. Theory (1980 March 1985). US Dept. of Commerce NTIS PB 85-855807.

372. Free electron Laser. S. Martellucci, A. N. Chester. Plenum 1979, v. 18.

373. Fridman M., Serlin V., Lampe M., Hubbard R. Applications of relativistic klystron amplifier technology. EUROEM'94 Bordeaux, France, May 1994.

374. Friedlander F., Karp A., Gaiser B. D., Goplen B. Transient Analysis of Beam Interaction with the Antisymmetric Mode in a Truncated Periodic Structure Using the Three-Dimensional. IEEE Trans on ED-33, Nov. 11,1986, p. 1896.

375. Frost R. D., Purl О. Т., Johnson H. R. Electron guns for forming solid beams of high perveance and high convergence: Proc. of IRE, Aug. 1962, p. 1800.

376. Fukuda S., Comparison between the Performance of Some KEK-Klystrons and Simulation Results. Proc. of 1996 Pulsed RF Sources for Linear Colliders Workshop, April 1996, Kanagawa, Japan, KEK report 1/1997 pp 195-204.

377. Fukuda S., Michizono S., Nakao K., Saito Y. and Anami. 60-MW Test using the 30-MW klystron for the KEKB Project. AIP Conf. Proc. 337 (RF'94), p.50.

378. Gamp A. Recent Developments with Klystrons and Modulators. EPAC'96.

379. Gelvich E.A. at al. The new generation of high power multiple-beam klystron. IEEE Trans, on MTT, v.41, № 1, January 1993, pp.15-19.

380. Gold S.H., Haresty D.Z. Kinkead A.K. High-gain 35 - GHz free electron laser-amplifier experiment. Phys. Rev. Lett. 1984, v. 52, № 14, p. 1218.

381. Goldfinger A. Study program for design improvements of the X-3060 klystron. NASA-CR-164672, Varian Ass. May 1981.

382. Haeff A. V. Space-charge effects in electron beams. Proc. of IRE,1939, p. 586.

383. Hahn W.C. Small Signal Theory of velocity-modulated Electron beams. General Electric Rev. 1939, v. 42, № 6, p.258.

384. Hahn W.C. Wave energy and Transconductance of velocity-modulated Electron beams. General Electric Rev. 1939, v. 42, № 11, p. 497.

385. Hahn W.C., Metcalf G.F. Velocity-modulated Tubes. Proc. IRE 1939, v. 27, № 2, p. 106.

386. Haimson J. and Meclenburg B. Suppression of beam induced pulse shortening modes in high power RF generator TW output TW structures. SPIE Proc. vol. 1629, Jan. 1992, pp. 209-219.

387. Hansen W.W., Richtmyer R.D. On. Resonators Suitable for klystron Oscillators. J. Appl. Phys. 1939, v. 10, p. 189.

388. Harman W.W. Fundamentals of electronic motion. 1953,319 p.

389. Hechtel J.R. DC-to-RF energy convention in ungridded klystron gaps. IEEE Trans, on ED-16,1969, № 2, p. 212.

390. Hechtel J.R. The effect of potential beam energy on the performance of linear beam devices. IEEE Trans. ED-17,1970, № 11, p. 999.

391. Heieslmair H., DeSantis Ch., Wilson N. State of the Art of Solid State and tube Transmitters. Microwave J., Oct 1983, p. 46.

392. Herrmannsfeldt W.B. Lasertron Simulation with two-gap Output Cavity. SLAC/AP-41, April 1985,11 p.

393. Herrmannsfeildt W. B. Electron Trajectory Program. SLAC-279, Nov. 1979.

394. High Power Microwave Tube Reliability Study. Zimmer, Aug. 1976.

395. Holtkamp N. The S-band Linear Collider Test Facility. PAC'95, May 1995.

396. Hochschild G. RF power source development for the high current linear accelerator of the spallation neutron Source (SNQ). IEEE Trans, on NS-28,1981, № 3, p. 2836.

397. Hull J. F. Microwave tubes of the mid-sixties. IEEE Int. Conf. Rec. 1965, pt 5, p. 67.

398. Ivanov V. Ко К. Krasnykh A., Ivers L., Miram G. 3D method for the design of multi or sheet beam RF sources. PAC2001, Chicago, IL 2001.

399. J de Physigue, v. 44, suppl. 2,1983.

400. Ju S. P., Mihran T.G. Nonlinear of behavior of electron beams with velocity distribution I. General Analysis. J. Appl. Phys. 1963, v. 34, p. 2972.

401. Ju S. P., Mihran T.G. Part II Application to rectangular velocity distribution. J. Appl. Phys. 1963, v. 34, p. 2976.

402. Kanavets V.I., Pavlov O.I., Sandalov A.N. Stratification effect and maximum efficiency of a multicavity power klystron. SLAC-Trans-017,20 p.

403. Kapitza P.L., Dirac P.A.M. Proc. Cambridge Phys. Soc. 1933, v. 29, p. 297.

404. Karp A., Hunter G.T. Higher Order Modes and Instabilities in Coupled-Cavity TWT's. IEEE Trans, on ED-33, № 11, p. 1890.

405. Kavanagh A. Evaluation of novel depressed collector for linear beam microwave tube. NASA-TM-X-2322, Aug. 1971.

406. King G., Solymar L. A detailed study of the remodulation of an already modulated electron beam: Int. J. Electr. 1965, v. 18, № 4, p.325.

407. King G., Solymar L. Experimental and theoretical study of the remodulation of an already modulated electron beam in the large signal region. Proc. of 5-th Int. conrgess microwave tubes, Paris 1965, p. 284.

408. Klystron-TWT Hybrid efficiency. Varian Ass. Aug. 1976.

409. Kneifets S, Yu S., Jaeger J. Analytic Solution of the gridded gap-electron flow interaction. SLAC AP/13 Jan. 1984,32 p.

410. Kosmahl H.G. A novel, axisymmertic electrostatic collector for linear beam microwave tubes. NASA-TN-D-6093,1971.

411. Kosmahl H.G. Design and performance verification of advanced multistage collector. NASA-X-71858,1975.

412. Kosmahl H.G. Communication technology Satellite-tube design and development. NASA-X-3480.

413. Kosmahl H.G. Three dimensional relativistic field electron interactions in a multicavity-high power klystron. NASA TP-199, pt. 1 - 2 - TP-2008, Apr. 1982.

414. Kosmahl H.G. Modern multistage depressed collector - a review. Proc. IEEE 1982, v. 70, №11, p. 1325.

415. Kosmahl H.G., Branch G.M. Generalized representation of electric fields in interaction gap of klystron and traveling wave tubes. IEEE Trans, on ED-20, 1973, № 7, p. 621.

416. Kosmahl H.G., Alberts L.U. Three dimensional evaluations of energy extraction in output cavities of klystron amplifiers. IEEE Trans, on ED-20, 1973, № 10, p. 883.

417. Konrad G.T. Investigation of large signal klystron and TWT. Mich. Univ. Jan. 1966.

418. Konrad G.T. Harmonic generation on nonlinear beam-plasma systems: Ph D. Diss. Michigan Univ. Jan. 1969.

419. Konrad G.T. High efficiency CW high power klystron for storage ring applications. IEEE Trans, on NS-22,1975, № 3, p.1249.

420. Konrad G.T. Performance of a high power UNF Klystron. IEEE Trans, on NS-24,1977, № 3, p. 1689.

421. Konrad G.T. High power RF Klystron for linear accelerators. SLAC PUB-3324, Apr. 1984,1984 Linear Acc. Conf., Darmstadt, May 1984.

422. Kreuchen K.H., Auld B. A., Dixon N. E. A study of broadband freguency response of the multicavity klystron amplifier. J. of Electr., May 1967.

423. Krienen Fr. On the coating of the SLAC klystron windows. SLAC/AP-23, May 23,1984,5 p.

424. Kreinen F., Herrmannsfeldt W.B. Proposal for hollow cathode electron gun for electron cooling: SLAC-PUB-3445, Sept. 1984.

425. Krienen F. Some numbers on the SLAC klystron window. SLAC/AP-20, March 1984,10 p.

426. Labus G. Space charge waves along magnetically focused electron beams. Proc. of IRE, 1957, v. 45, p. 854.

427. Lakits E. Measurement of Interaction Impedance of klystron Broadband Coupling Circuit. WESCON, Aug. 1961.

428. Langmuir I. The electron emission from thriated tungsten filaments. Phys. Rev., 1923, v. 22, p. 357.

429. Langmuir I., Blodgett К. B. Current limited by space charge between concentric spheres. Phys. Rev., 1924, № 24, p. 49.

430. Langmuir I., Blodgett К. B. Current limited by space charge between coaxial cylinders. Phys. Rev., 1923, v. 22, p. 347.

431. Lampel M. C., Rand R. E., Wang D. Y., Herrmannsfeldt W. B. Sensitivity of perveance to cathode placement to a low perveance gun. IEEE Trans, on NS-32, 1985, № 3/4, p. 2885.

432. La Rue A. D. Solar power satellite 50 kW VKS-7773 CW klystron evaluation. NASA-CR-151577, Varian Ass., Aug. 1977.

433. La Rue A. D. Multiband klystron study. RADC-TR-79-248, Oct. 1979, Varian Ass.

434. Lebacgz J. V. High power klystron. IEEE Trans, on NS 1965, June, p. 86.

435. Lebacgz J. V., Merdinian G. K., Bierce R. W. Klystrons for the Stanford Accelerator Center. MOGA 66, p. 31 (IEEE Trans. ED-14,1967, № 10, p.700).

436. Lebacgz J. V. RF Source Developments. 1979 Linear Acc. Conf. Upton, New York (Sept. 1979), p. 327.

437. Lee T. G., Lebacgz J. V., Konrad G. T. A fifty Megawatt klystron for the Stanford Linear Collider. IEDM, Dec., 1983. (SLAC-Pub 3214, Sept. 1983).

438. Lee T. G., Konrad G. T. The design and performance of a 150 MW klystron at S-band: IEEE Trans on PS-13,1985, № 6, p. 538.

439. Levin M. High power klystron for efficient reliable high power amplifier. Varian Ass., Nov. 1980.

440. Lien E.L. Study and investigation leading to the design of broad band high power klystron. Varian EIMAC div., Nov. 1966.

441. Lien E.L. High efficiency amplifiers. MOGA-70, p. 11.

442. Lien E. L. Advances in klystron amplifier. S. Microwave J., Dec. 1973, p. 33.

443. Lien E.L., Mizuhara A., Boilard D. I. Electrostatically-focused extended interaction S-band klystron amplifier. MOGA 66, p. 14-18.

444. Liska D. J. Computer design of the UNF Power Amplifier tubes. IEEE Trans, on NS, June 1967, p.266.

445. Loew G. A. The SLC energy upgrade program at SLAC. SLAC-Pub-3609, Apr. 1985,3 p.

446. Lubke W., Cariotakis G. Development of one megawatt CW klystron. Microwave J. 1966, № 8, p. 43.

447. Lutgert S. Klystron Simulation at Philips Hamburg. Philips RHW GmbH High Frequency Power Tubes, May 1994.

448. Lutgert S. FCI Parameter Study for the 150 MW DESY Klystron. Philips RHW GmbH High Frequency Power Tubes, November 1994.

449. Manolly A. E. Broadband Transmitter tube. Huges Aircraft Co, Oct. 1974.

450. Maloney E. D., Faillon G. A high power klystron for industrial Processing Using Microwave. J. of Microwave Power 1974, v. 9 (3), p. 231.

451. Matsumoto S, Ohya K., Tokumoto S., Chin Y.H., et. al., Development of PPM-focused X-band Pulse Klystron // KEK Preprint 2001-125, September 2001.

452. McCullough W.F., Miller R.B. and Muehlenweg C.A. A Tunable S-band Super-Reltron Tube. Proc. of the Sixth National Conf. On High Power Microwave Tech., 1993, Lackland ABF, TX.

453. McCune E., Maltzer I., Zitelli L. Т. A 20 kW CW X-band klystron Amplifier. Microwave J. Aug. 1961, p. 74.

454. Metivier R. L. Broadband klystron for Multimegawatt Radars. Microwave J, 1971,Apr.p. 29.

455. Microwave power transmission studies. NASA-CR-134886, v. 1 4, Dec., 1975.

456. Mihran T.G. Analytical Study of a depressed collector for linear microwave amplifier. NASA-CR-72768,1970.

457. Mihran T.G. Plasma frequency and velocity spread in bunched electron beams of finite diameter. J. Appl. Phys. 1967, v. 38, p. 159.

458. Mihran T.G. The effect of Space charge on bunching in two-cavity klystron. IRE Trans on ED, Jan. 1959, p.54.

459. Mihran T. G. The effect drift length, beam radius and perveance on klystron power conversion efficiency. IEEE Trans. ED-14, April 1967, p. 201.

460. Mihran T.G., Andal B.K. The growth of Peak velocity, Noise and Signal in O-Type electron beams. IEEE Trans, on ED, April 1965, p. 208.

461. Mihran T. G., Branch G.M., Griffin G.J. Electron bunching and output gap interaction in broad band klystrons. IEEE Int. Conv. record 1966, part 5, p. 2.

462. Mihran T.G., Branch G. M., Griffin G.J. Design and Demonstration of a klystron with 62 Percent Efficiency. IEEE Trans ED-18,1971, № 2, p. 124.

463. Mihran T.G., Gunshov R.L. Measured and computed RF energy distribution in velocity-modulated electron beams. J. Appl. Phys. 1968, v. 39, № 10, p. 4637.

464. Miller R.B. Advances in Reltron and Super-reltron Technology. EUROEM Int. Symposium on Electromagnetic Environments and Consequences, 1994, Bordeaux, France.

465. Miller R.B., McCullough W.F., Lancaster K.T. and Muehlenweg C.A. Super-Reltron Theory and Experiments. IEEE Trans, on PS, 1992,20, No 3.

466. Miller R.B., McCullough W.F., Muehlenweg C.A. and Lancaster K.T. Super-Reltron Analysis and Experiments. Proc. of Inter. Microwave Symp., MTT-S, 1992, Albuquerque, NM

467. Miller R.B., Muehlenweg C.A. Habiger K.W. and Clifford J.R. Super-Reltron Progress. IEEE Trans, on Plasma Science, 1994,22, № 5.

468. Muffman G., Boilard D., Stone D. Power limits for accelerator tubes from UHF to Ka band. 1984 Linear Acc. Conf. 1984, p. 180.

469. Musteldt M., Kumpfert H. A new generation of high power. CW klystron for accelerator and storage ring application. IEEE Trans, on NS-28, 1981, № 3, p. 2833.

470. Moreno Т. High power linear-beam tubes. IEEE Int. conv. record 1966, part 5, p. 2.

471. Neugebauer W. Multistage depressed collector for klystrons. NASA-CR-72767.

472. Neugebauer W. Performance of a ten-stage electrostatic depressed collector for klystrons. NASA-CR-119683,1971.

473. Nelson G., Chodorow M. Effects of electron beam confinement on klystron efficiency. IEEE Trans ED-11,1964, p. 539.

474. Nelson R.B. Research and experimental study for the device 1000 V CW Space S band power amplifier. NASA-CR-66648,1968.

475. Nordsick A. Theory of the large signal behavior of traveling wave amplifiers. Proc of IRE 1953, v. 41, p. 630.

476. Ogura K., Shimada Т., Zushi Т., Ohya K., Mijake S., Endo K. High efficiency high power klystrons: Toshiba Rev., May 1973, p. 28.

477. Orzechowski T.J. e.a. Microwave radiation from a high-gain free electron laser-amplifier. Phys. Rev. Lett. 1985, v. 54, № 9, p. 889.

478. Otsuka S. P. Comments on "Numerical Analysis and Design for High-Performance Helix Traveling-Wave Tubes": IEEE Trans on ED-33, № 11, Nov. 1986.

479. Pantell R. H., Soucini G., Puthoff H. E. IEEE J. QE. 1968, v. QE-4, p. 905.

480. Pearce P. Multi-beam Klystrons. (The designs of the special L-band klystrons with multiple beams are being investigated for CLIC). IVEC 2002. p. 290.

481. Peter W., Mostrom M. A., Lunstord J. L., Thode L. E. Simulation of a klystron Gun. LA-9571, UC-28, Nov. 1982,6 p.

482. Phelps A.D.R. Recent Advances in high-power, pulsed microwave and millimeter radiation sources. New Developments in Pulsed Power Tech. IEE Digest, 1991, № 1991/039, London.

483. Pikunov V.M., Sandalov A.N. Computer calculations of RK output section. LC'91,17-27 September 1991, BINP, Protvino, pp. 111-119.

484. Pikunov V.M., Sandalov A.N., Rodyakin V.E. Power extraction in relativistic klystron amplifier. SPIE proc. July 1995v. 2557, p. 434-442.

485. Pohl W. J. The design and Demonstration of a wide band multiple beam traveling wave klystron. IEEE Trans, on ED, June 1965, p. 351.

486. Pohl W. J. A simplified method for calculating klystron performance. IRE Trans, on ED, Jan. 1962, p.32.

487. Preist D. Prospects for very high power high efficiency RF generators. MOGA-66 IEE Conf. pub. 27, p. 146.

488. Preist D. H., Leidugh M. J. A two-cavity extended interaction klystron Yielding 65% percent efficiency. IEEE Trans, on ED-11, Sept. 1964, p. 369.

489. Preist D.H., Shrader M.B. The klystrode-an unusual transmitting tube with potential for UNF-TV. Proc. of IEEE v. 70, № 11, p. 1318.

490. Proc. Fourth conference on Numerical simulation of Plasmas: Naval Research Laboratory, Nov. 1970, part 1,2.1200 pp.

491. Proc. of APS Topical conference on numerical simulation of Plasma. LA-3990, Sept. 1968.

492. Prommer A.J. Some resent advances in high power klystron amplifiers. Travaux du 5-e Congress International, Paris, 14-18 Sept. 1964.

493. Rand R. E. Recirculating electron accelerators. 1984,236p.

494. Randall J. P., Perring D., Nuth V. R. Broadband klystron. Vacuum, 1980, v.30, № 11/12, p. 455.

495. Ramins P. Experimental performance of a small size two stage depressed collectors. NASA-TW-X-73513, Sept. 1976.

496. Ramins P. Design and performance evaluation of small two-and four-stage depressed collector. NASA-X-73486, June 1976.

497. Ramins P., Ebihara B.T. Improvements in MDC and TWT Overall Efficiency through Application of Carbon Electrode Surfaces. IEEE Trans, on ED-33, № 11, p. 1915.

498. Ramins P. e. a. Design and performance evaluation of small two-and four-stage depressed collectors for a 4.8 to 96 GHz high performance TWT. NASA-TW-X-73486, Aug. 1976.

499. Ramins P. e. a. Efficiency enhancement of octave broadband TWT's by the use of multistage depressed collectors. NASA TW-73779, Sept. 1977.

500. Ramo S. Space charge and field wave in an electron beams. Phys. Rev. 1939, v. 56, p.276.

501. Ramo S. Currents induced by electron motion. Proc of IRE, Sept. 1939, p. 584.

502. Ramo S. The electronic wave theory of velocity-modulation tubes. Proc. of IRE, Dec. 1939, p. 757.

503. Reese O. W. Numerical method and Fortran program for solving Poisson's equation over axisymmetry regions of a sphere. NASA-TN-D-6438, July 1971.

504. Reese O. W. Numerical method and Fortran program for the solution of an axisymmetric electrostatic collector design problem. NASA-TN-D-6959, Sept. 1972.

505. Reid D. W. The klystron-an ultra high power RF energy source. IEEE Trans, on NS, June 1967, p. 273.

506. Rigord W. W., Lewis J. A. Wave propagation along a magnetically focused cylindrical electron beam. Bell Syst. Tech. Jour. 1954, v.33, p. 399.

507. Roberts A. The development of a multycathode electron gun. NASA-CR-136034, Sept. 1973.

508. Romiguiere C. A broadband theory of the klystron amplifier output circuit. WESCON, Aug. 1961.

509. Rouseau A. L. Development of transmitter tube for troposcatter applications. Huges Aircraft Co. 1969.

510. Sandalov A.N. Relativistic Klystron Amplifier (theory). LC'90 March 28- April 5,1990, KEK Internal 90-22, Tsukuba, Japan.

511. Sandalov A.N. Comparison of RF Characteristics of High Power Sources for LC. LC'91,17-27 September 1991, BINP, Protvino, pp. 118-124.529530531532,533,534,535.536.537.538.539.540.541.542.543.544.545.546,547.

512. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E. Investigation of Multycavity Relativistic Klystrons with TW output section. Proc. EUROEM"94, Bordeaux, France, May 1994 v. П pp. 3435-3443.

513. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E. Power extraction in relativistic klystron amplifier. SPIE proc., 1995, v. 2557 pp. 434-442.

514. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E. High efficiency conventional and relativistic klystrons. KEK1/1997 pp 175-184.

515. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E. Physics of Conventional and Relativistic Klystron Amplifier. Amerem'96, Albuquerque, New Mexico, may 2731,1996.

516. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E. Physics of X-band klystrons. LC'97, Zvenigorod, October 1997.

517. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E. Faillon G., Thaler Y. Animation of Nonlinear Electron-Wave Interaction in Klystrons. KEK report 1/1997 pp 185194.

518. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E., Stogov A.A. Relativistic High Power Klystrons. BEAMS"92. Wash. DC, may 1992, v. Ill, pp. 1673-1679.

519. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E. and all. Status of Experiment on Relativistic Klystron based on Linear Induction Accelerator. AIP Conf. proc. 337,1994, pp. 134 -145.

520. Sandalov A.N., Terebilov A.V., Vasil'ev Y.I. Relativistic Effects in Multy-cavity Klystrons. Proc. of 6 th Int. Conference on High Power Particle Beams (BEAMS'86), Kobe Japan, June 9-12 1986. pp. 566-569.

521. Sandalov A.N., Theimer O. Collision effects on light scattering by plasmas containing Ionized impurities. The Phys. of Fluids, March 1979,22(3), p. 488.

522. Sandalov A.N., Theimer O. Collision effects on high scattering by Plasmas containing ionized impurities. Second Topical Conference on High Temperature Plasma Diagnostics, Santa-Fe, USE LA-7160-C, March 1978.

523. Sauseng O.G. Development of transmitter tube for troposcatter applications. Huges. Aircraft Co., Jan. 1969.

524. Sauseng O.G. Application research of efficiency improvement in O-type TWT. Huges Aircraft Co., April 1967.

525. Sauseng O.G Analytical study program to develop the theoretical design of TWT. NASA-CR-72450, Oct. 1968.

526. Schmidt W. Stand und Bedeutung von Leistungsklystron-Rohren: NTZ Bd. 30, 1977, p. 71.

527. Shchmidt W. High power klystron for high energy physics research applications. 1984 Linear Acc. Conf., p. 424.

528. ShintakeT. FCI-Field Charge Interaction Program for High Power Klystron Simulation. KEK Preprint 89-18 May 1989 A, pp.1-3.

529. Shrader M. В., Preist D. H. Compact High efficiency, light weight 200-800 MHz high power RF source. IEEE Trans, on 1985, NS-32, №5, p.2751.

530. Symposium on computer simulation of plasma and many body problems. NASA-SP-153 1967,431p.

531. Smith M. J. Microwave vacuum devices. Vacuum 1980, v. 30, № 11/12, p. 427.

532. Solymar L. Exact solution of the one dimensional bunching problem. J. Electr. and Contr. 1961, № 10, p. 165.

533. Solymar L. Extension of the one-dimensional (klystron) solution to finite gaps. J. Electr. and Contr. 1961, № 11, p. 361.

534. Solymar L., Sohefner R. V. Non-conservation of kinetic power in nonlinear electron beams. J. Electr. and Contr. 1962, v. 13, p. 125.

535. Song Liqun, Ferguson Patrick, Lawrence Ives R., Miram George, Marsden David and Mizuhara Max. Development of an X-Band 50 MW Multiple Beam Klystron. AIP 691 (6-th Workshop on High Energy and High Power RF, June 22-26,2003). p. 100-106.

536. Spindt C. A., Holland С. E., Stowell R. D. Field emission cathode array development for high current density applications. Application of Surface Science 1983,16, p. 269.

537. Sprangle P., Coffey T. New sources of high power coherent radiation. Physics Today, March 1984, p. 44.

538. Sprehn D., Caryotakis G., Epply K., and Phillips R.M. PPM Focused X-band Klystron Development at the Stanford Linear Accelerator Center. SLAC Pub 7231, July 1996.

539. Sprehn D., Caryotakis G. and Phillips R.M. 150-MW S-band Klystron Program at the Stanford Linear Accelerator Center. SLAC Pub 7232, July 1996.

540. Sprehn D., Phillips R.M and Caryotakis G. Performance of a 150-MW S-Band Klystron. AIP Conference Proceedings 337 (RF'94), p.43.

541. Sprehn D., Phillips R.M and Caryotakis G. The Design and Performance of 150-MW S-band Klystrons. SLAC Pub 6677, September 1994.

542. Stevens G. H. Space to earth power transmission system. NASA-TM-X-73489, Nov. 1976.

543. Stringall R. L., Russell D. L., Lebacqz J. V. Klystron for accelerator improvements. IEEE Trans, on NS-20,1973, № 3, p. 369.

544. Stankiewicz N. Evaluation of magnetic refocusing in linear beam microwave tubes. NASA-TN-D-7660, May 1974.

545. Sun C., Dalman G.C. Large-Signal Behavior of Distributed klystron. IEEE Trans, on ED-15,1968, № 2, p. 60.

546. Symons R. S. Klystrons for UNF Television. Proc. of IEEE 1982, v. 70, № 11, p. 1304.

547. Tallerico P. J. Performance of pulse 805 MGh, 1.25 MW klystrons into mismatch load. LA-5649, June 1974.

548. Tallerico P. J. Large-Signal effects in the multicavity klystron. LA-4389, April 1970,14 p.

549. Tallerico P. J., Garlsten В. E. Computer modeling of the klystron. IEEE NS-30 1983, № 4, p. 2170.

550. Tallerico P. J., Rankin J. E. The Gyrokon, a high efficiency high power microwave amplifier: IEEE Trans, on ED-26 1979, № 10, p. 1559.

551. Tallerico P. J. Design consideration for the high power multicavity klystron. IEEE Trans, on ED-18,1971, № 6, p. 374.

552. Tallerico P. J. High performance klystron for Accelerators Applications. IEEE Trans, on NS-18,1971, p. 257.

553. Tallerico P. J. Low-frequency klystron for accelerator applications. IEEE Trans, on NS-24,1977, № 3, p. 1692.

554. Tallerico P. J. Advance in high power RF amplifiers. IEEE Trans, on NS-26, 1979, № 3, p. 3877.

555. Tallerico P. J., Rowe J. E. Relativistic effects in the traveling wave amplifiers. IEEE Trans, on ED-17,1970, №7, p. 549.

556. Tallerico P. J. Transverse effects in the high power multicavity klystron: MOGA 70., p. 14-9.

557. Tammaru V. Multistage depressed collector investigation for TWT's. NASA-CR-72950, June 1971.

558. Theimer O., Sandalov A. N., Theimer M. M. Effect of very high collision frequencies on the electron density fluctuation spectrum of plasmas. The Phys. of Fluids, May 1980,23(5), p. 931.

559. Tien P., Walker L., Wolontis V. A large signal theory of traveling wave amplifiers. Proc. of IRE, 1955, v. 43, p. 260.

560. Thorington C.B. Particle simulation of electron beams with Self-Consistent Magnetic fields. IEEE Trans, on ED-33, № 11,1986, p. 1883.

561. Varian R.H., Varian S.F. A high frequency amplifier and oscillator. J. of Appl. Phys., v. 1939, № 10, p. 140.

562. Varian R. H., Varian S. F. A high frequency oscillator and amplifier. J. Appl. Phys. 1939, v. 10, p. 321.

563. Vanghan J. R. Development of computer program TWTVA for calculation of 3D electron beams. Litt. on Syst. Inc., May 1976.

564. Vanghan J.R.M. Electron trajectories in the PPM focused Coupled-Cavity TWT. IEEE Trans, on ED-24, Jan. 1977, p. 67.

565. Vaughan J.R.M. A synthesis of the Longo and End cathode emission Models. IEEE Trans ED-33, № 11, Nov. 1986, p. 1925 (Editorial, p. 1873).

566. Walder J., McTsaac P.R, Experimental analysis of Biased Gap klystron. IEEE Trans, on ED-13,1966, № 12, p. 950.

567. Wallander S.O. Large signal analytical study of bunching in klystrons. IEEE Trans, on ED-15,1968, № 8, p. 595.

568. Wang C.C. Large signal linear-beam tube theory. Proc. IEEE 1958, p. B, Suppl. v. 11, p. 624.

569. Warnece P.R., Chodorow M., Guenard P.R., Ginston E.L. Velocity modulated tubes. Advance in Electr. 1951, v. 13, p. 53.

570. Webber S.E. Ballistic analysis of a two cavity finite klystron. IRE Trans, on ED-5,1958, p. 58.

571. Webber S.E. Large signal of the multicavity klystron. IRE Trans, on ED-5, 1958, p. 306.

572. Webber S.E. Large signal bunching of electron beams by standing wave and traveling wave system. IRE Trans, on ED-6,1959, p. 365.

573. Webber S.E. Some calculation on the large signal energy exchange mechanismus in linear beam tubes. IRE Trans, on ED-7,1960, p. 154.

574. Webster D.L. Cathode ray bunching. J. Appl. Phys., July 1939, v. 10, p. 501.

575. Webster D.L. The theory of klystron oscillations. J. of Appl. Phys., Dec. 1939, v. 10, p. 864.

576. Wright E., Callin R., Caryotakis G at al. Design of a 50-MW-Klystron at X-band. AIP Conference Proceedings 337 (RF'94), p.58.

577. Yonezawa H., Okazaki Y. A one dimensional disk model simulation for klystron design. SLAC-TN-84-5, May 1984,26 p.

578. Yu S.S. Particle-in-ceII simulation of high power klystrons. SLAC/AP-34, Sept. 1984,33 p.

579. Yu S.S., Wilson P., Drobot A. Two and One half dimension particle in cell simulation of high power klystrons. IEEE Trans, on NS-32,1985, № 5, p. 2918.

580. Zavidil D. Dual Mode gun development. Teledine Mec. Dec. 1974.

581. Zhao Y-X. An impedance measurement method for double-gap klystron cavity. IEEE Trans, on ED-29,1982, № 2, p. 316.

582. Zhao Y-X. A study of the emission performance of high power klystron. SLAC-XK-5. SLAC-TN-81-5, July 1981,51 p.

583. Zitelly L., Dichey W. A development program to improve the broad banding of high power amplifier. Varian ASS. 1969.

584. Список основных работ, опубликованных по теме диссертации.

585. Алимов А.С., Артюх И.Г., Ишханов Б.С., Зверев Б.В., Сандалов А.Н., Ушканов В.А., Шведунов В.И. Разрезной микротрон непрерывного действия НИИЯФ МГУ (состояние работ). Препринт НИИЯФ МГУ - 88 -012/33,1988,64с.

586. Арапов Л.Н., Балакин В.Е., Сандалов А.Н. и др. Разработка высокочастотного источника для ВЛЭПП. 12 семинар по линейным ускорителям заряженных частиц, Харьков, 28-31 мая 1991 г. с. 15-20.

587. Артюх И.Г., Абанович С.А., Родякин В.Е., Руденко Б.В., Сандалов А.Н. -Рекуперация энергии отработанных электронных потоков в коллекторных системах клистронов. В кн.: Физика и применение микроволн, Изд. МГУ, 1991, ч. 2, с. 52-55.

588. Артюх И.Г., Абанович С.А., Никитин А.П., Сандалов А.Н. Мощныйусилительный клистрон непрерывного действия. В кн.: Физика и прим. микроволн, Изд. МГУ, 1991, ч. 1, с. 58-62.

589. Артюх И.Г., Вдовин В.А., Канавец В.И., Сандалов А.Н., Теребилов А.В. -Исследование широкополосных многорезонаторных клистронов: Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1979, в. 2, с. 3-12.

590. Артюх И.Г., Сандалов А.Н., Сулакшин А.С., Фоменко Г.П., Штейн Ю.Г. -Релятивистские СВЧ устройства сверхбольшой мощности. Обзоры по электронной технике. Сер. 1. Электроника СВЧ. - Вып. 17 (1490). - М: ЦНИИ "Электроника". 1989. 70 с.

591. Афонин А.М., Васильев Е.И., Сандалов А.Н., Теребилов А.В. Релятивистский клистрон. Авторское свидетельство на изобретение № 1145833 от 14 ноября 1984 г. с приор, от 28.10.1983.

592. Афонин А.М., Сандалов А.Н., Стогов А.А., Теребилов А.В. Релятивистский многорезонаторный клистрон с пространственно развитым электронным потоком. ГУ Симпозиум по сильноточной электронике. Новосибирск, март 1982 г., с. I48-I5I.

593. Балакин В.Е., Сандалов А.Н. Релятивистский многорезонаторный клистрон 4-см диапазона длин волн. Физика и применение микроволн, Изд. МГУ, 1991, ч. 2, с. 56-59.

594. Бурнейка К.П., Канавец В.И., Мозговой Ю.Д., Сандалов А.Н. Об оптимальных параметрах группирователей многорезонаторных клистронов. Электр, техника, сер. I: Электроника СВЧ, 1971, в. I, с. 29 - 38.

595. Бурнейка К.П., Канавец В.И., Ни Н.П., Сандалов А.Н. Исследование двухсекционного умножителя частоты на ЛБВ. Электр, техника, сер. I,. Электроника СВЧ, 1970, в. 6, с. 31-41.

596. Васильев Е.И., Голубев С.Н., Сандалов А.Н., Теребилов А.В. СЭ, 1985, в.З, с. 24-28.

597. Васильев Е.И., Сандалов А.Н. Особенности коллективных процессов в выходных системах релятивистских клистронов. Р. и Э, 1999, т.44, № 6, с. 728731.

598. Динг Я.Г., В.Е. Родякин, А.Н. Сандалов. Особенности разработки и создания широкополосных клистронных усилителей. Труды VIII Всероссийской школы-семинара «Физика и применение микроволн», 26-30 мая 2001, Звенигород, МО, ч. 1, стр. 74-75.

599. Канавец В.И., Кандабаров В.Н., Сандалов А.Н. Колебания и волны в цепочках шестиполюсников дискретно связанных с электронным потоком. Р Э, 1979, № II, т. 24, с. 2308-2312.

600. Канавец В.И., Лебединский С.В., Васильев Е.И., Гранит Я.Ш., Журавлев С.В., Кучугурный В.И., Сандалов А.Н. Мощные многорезонаторные клистроны (оптимизация параметров): Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1976, в. 11, с. 33-43.

601. Канавец В.И., Лопухин В.М., Сандалов А.Н. Нелинейные процессы в мощных многорезонаторных клистронах и оптимизация их параметров. Лекции по электронике СВЧ (3-я зимняя школа-семинар инженеров), книга УП, изд. СГУ, 1974,253 с.

602. Канавец В. И., Павлов О.И., Сандалов А.Н. -Эффект расслоения и максимальный КПД мощного многорезонаторного клистрона: Электр, техника, сер. I, Электр. СВЧ, 1974, в. 3, с. 13 23.

603. Канавец В.И., Пикунов В.М., Сандалов А.Н. Приближенная нелинейная теория многочастотных приборов с продольным взаимодействием. Р Э, 1978, т. 23, № I, с. 132-140.

604. Канавец В.И., Сандалов А.Н. Исследование одномерной модели многорезонаторного группирователя электронов при дополнительном воздействии на частоте второй гармоники: Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1971, в. 3, с. 11-20.

605. Канавец В.И., Сандалов А.Н. Релятивистские генераторы и усилители СВЧ излучения. Итоги науки и техники, сер. Электроника т. 17: М., ВИНИТИ, 1985, с. 82-110.

606. Канавец В.И., Сандалов А.Н. Исследование многорезонаторных группирователей с дополнительной модуляцией на частоте второй гармоники сигнала при учете эффекта расслоения: Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1971, в. 9, с. 62-73.

607. Канавец В.И., Сандалов А.Н., Слепков А.И., Теребилов А.В. Группирование электронов в мощных широкополосных клистронах с высоким КПД: Р Э, 1978, т. 23, № 11, с. 2379-2388.

608. Канавец В.И., Сандалов А.Н., Теребилов А.В. Функция влияния кулоновских сил пространственно развитых электронных потоков. Р. и Э, 1982, т. 27, № 7, с. 1437-1447.

609. Лебединский С.В., Канавец В.И., Васильев Е.И., Гранит Я.Ш., Кучугурный В.И., Сандалов А.Н. Мощные многорезонаторные клистроны (сравнение теории и эксперимента): Электронная техника, сер. I, Электроника СВЧ, 1977, в. 1, с. 41-53.

610. Лопухин В.М., Родякин В.Е., Сандалов А.Н. Теоретические исследования коллекторных систем СВЧ приборов: Изв. ВУЗов, Радиоэлектроника, 1985, № 10, с. 22-33.

611. Михеев В.В., Сандалов А.Н., Стогов А.А., Теребилов А.В. Экспериментальное исследование многопучкового релятивистского устройства. Препринт физ. факультета, 1982, № 10,5с.

612. Пикунов В.М., Прокопьев В.Е., Сандалов А.Н. Ускоренный метод расчета нелинейных процессов в приборах с продольным взаимодействием: Р и Э, 1985, т. 30, № 4, с. 774-786.

613. Пикунов В.М., Родякин В.Е., Сандалов А.Н. Структура электромагнитных полей релятивистского электронного сгустка в трубе дрейфа. В кн.: Физика и применение микроволн, Изд. МГУ, 1991, ч. 2, с. 177-180.

614. Пикунов В.М., Сандалов А.Н. Усиление двух близких по частоте сигналов в многорезонаторном клистроне: Р. и Э, 1986, т. 31, № 5, с. 968-975.

615. Родякин В.Е., Сандалов А.Н. Исследование отбора и рекуперации энергии электронного пучка в клистроне. XI Всес. Конф. по электронике СВЧ. Орджоникидзе, 1986, ч. I, с. 81-83.

616. Родякин В.Е., Сандалов А.Н. Численное моделирование конвекционных коллекторов. Межвузовский научно-технический сборник "Моделирование электронных потоков": Томск, 1986, с. 16-21.

617. Сандалов А.Н. Численное моделирование физических процессов в мощных приборах сверхвысоких частот. В кн.: Генераторы и усилители на релятивистских электронных потоках. Под. ред. В.М. Лопухина, М., Изд. МГУ, 1987, с. 28-37.

618. Сандалов А.Н. Коллективные процессы при усилении электромагнитных волн интенсивными электронными потоками. Сборник расширенных тезисов научной конференции "Ломоносовские чтения", апрель 2001 г., МГУ, физ. факультет, с. 112-118.

619. Сандалов А.Н., Пикунов В.М., Родякин В.Е. Программные комплексы для разработки мощных высокоэффективных клистронных усилителей. В сб. «Российская СВЧ электроника». Горький, Изд. ИПФ, 2002, с. 97-102.

620. Сандалов А.Н., Родякин В.Е. Коллекторные системы приборов СВЧ с продольным взаимодействием: Зарубежная радиоэлектр., 1984, № 9, с 63-78.

621. Сандалов А.Н., Родякин В.Е. Комплексная программа анализа динамики электронного потока в клистроне. Межвуз. сборник "Вопросы электронной техники", Саратов, 1988,15с.

622. Сандалов А.Н., Родякин В.Е., Чашурина А.Н., Динг Я.Г., Шен Б. Оптимизация сверхширокополосного многолучевого клистронного усилителя. Электромагнитные волны и электронные системы, т.8, № 11-12 2003 г. стр. 7075.

623. Сандалов А.Н., Стогов А.А. Исследование релятивистских клистронных усилителей. Физика и применение микроволн, Изд. МГУ, 1991, ч. 2, с. 48-51.

624. Сандалов А.Н., Стогов А.А., Штейн Ю.Г. Теоретическое и экспериментальное исследование клистронного усилителя. XI Всес. Конф. по элект. СВЧ, Орджоникидзе, 1986, ч. I, с. 48-50.

625. Сандалов А.Н., Теребилов А.В. Особенности группирования и энергообмена в релятивистском многорезонаторном клистроне: Р и Э, 1983, т. 28, № 9, с. 1803-1812.

626. Balakin V.E., Arapov L.N., Chashurin V.I., Khavin F.D., Kazakov S.Yu., Sandalov A.N. and all. Prototype of VLEPP Relativistic Klystron, LC'91, 17-27 Sept. 1991, BINP, Protvino, p. 70-78.

627. Ding Yaogen, Xiao Xianghui, Rodyakin V.E., Sandalov A.N. Theoretical and experimental investigations of the high power MBK, based on 2.5 D Arsenal - MSU Computer Code. Proc. of 2nd ICMMWT, Sept. 2000, China pp. 299 - 302.

628. Lavrinenko A.V., Pikunov V.M., Sandalov A.N. 3D Investigation of the output structure of the relativistic klystron. Proc. of the International Seminar on MPCE-04, July 1-3,2004, Saint Peterburg, p. 15-17.

629. Sandalov A.N. Comparison of RF Characteristics of High Power Sources for LC, LC'91,17-27 September 1991, BINP, Protvino, pp. 118-124.

630. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E. Investigation of Multycavity Relativistic Klystrons with TW output section. Proc. EUROEM"94, Bordeaux, France, May 1994 v. II pp. 3435-3443.

631. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E. High Efficiency and Relativistic Klystrons. KEK report 1/1997 pp 175-184.

632. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E. Power extraction in relativistic klystron amplifier. SPIE proc., 1995, v. 2557 pp. 434-442.

633. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E., G.Faillon, Y.Thaler. Animation of Nonlinear Electron-Wave Interaction in Klystrons. KEK report 1/1997 pp. 185-194.

634. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E., Stogov A.A. Relativistic High Power Klystrons. BEAMS"92. Wash. DC, may 1992, v. 1П, pp. 1673-1679.

635. Sandalov A.N., Pikunov V.M., Rodyakin V.E. and all. Status of Experiment on Relativistic Klystron based on Linear Induction Accelerator. AIP 1994, Conf. proc. 337 pp. 134 -145.

636. Sandalov A.N., Terebilov A.V., Vasili'ev Y.I. Relativistic Effects in Multy-cavity Klystrons. BEAMS'86, Kobe Japan, 1986. pp. 566-570.