Формирование сильноточных электронных пучков микросекундной длительности для генерации мощного СВЧ-излучения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.20, кандидат физико-математических наук Гаркуша, Олег Владимирович

• Гаркуша, Олег Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Гаркуша, Олег Владимирович

Введение

Глава 1. Электронный сильноточный ускоритель прямого действия микросекундной длительности

1.1 Высоковольтный источник прямоугольных импульсов микросекундной длительности на основе формирующих линий

1.1.1 Обоснование выбора схемы микросекундного источника питания

1.1.2 Расчет параметров микросекундного источника питания

1.1.3. Расчет геометрии разрядников сильноточного ускорителя

1.1.4. Конструкция высоковольтного источника напряжения 24 1.2. Блок электронного инжектора

1.3 Система транспортировки сильноточных электронных пучков микросекундной длительности

1.4 Информационно- измерительная система для регистрации мощных импульсных сигналов с крутыми фронтами

1.4.1. Структура информационно-измерительной системы

1.4.2. Первичные преобразователи

Глава 2. Формирование сильноточных электронных пучков микросекундной длительности в коаксиальном диоде с магнитной изоляцией 48 2.1 Генерация стабильных сильноточных электронных пучков микросекундной длительности

2.2. Влияние материала катода на форму импульса тока и параметры сильноточных электронных пучков

2.3. Формирование сильноточных пучков в системах с многокромочными катодными узлами

2.3.1. Катод с линией задержки

2.3.2. Многокромочные катодные узлы

2.4 Влияние процессов зарядовой нейтрализации в сильноточном диоде на формирование электронных пучков микросекундной длительности

Глава 3. Модуляция сильноточных электронных пучков с помощью коаксиальных резонаторных структур

3.1. Модулятор на основе пассивных коаксиальных четвертьволновых резонаторов

3.2 Взаимодействие сильноточного электронного пучка с одним коаксиальным четвертьволновым резонатором

3.3 Модуляция сильноточных электронных пучков в пассивной двухрезонаторной структуре

3.4 Исследование механизма взаимодействия микросекундного СЭП с коаксиальной двухрезонаторной структурой

Глава 4. Генерация излучения микросекундной длительности в СВЧ-приборах на виртуальном катоде

4.1 Анализ конструкций СВЧ-приборов на виртуальном катоде

4.2 Расчет параметров СВЧ-излучения в виркаторе

4.3 Методика измерения частоты СВЧ-излучения в виркаторе

4.4 Генерация СВЧ-излучения микросекундной длительности в различных схемах виркаторов

4.5 Управление параметрами СВЧ-приборов на виртуальном катоде в магнитном поле пробочной конфигурации

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование сильноточных электронных пучков микросекундной длительности для генерации мощного СВЧ-излучения»

В настоящее время сильноточные электронные пучки (СЭП) находят широкое применение в различных физических и технологических исследованиях, среди которых можно отметить генерацию жесткого рентгеновского или мощного электромагнитного излучения, коллективное ускорение ионов, управляемый термоядерный синтез, модификацию поверхностей различных материалов [1-8]. Одно из современных направлений развития сильноточной электроники -генерация СЭП для мощных генераторов и усилителей СВЧ [9,10]. Развитие техники генерации СЭП с помощью сильноточных электронных ускорителей прямого действия позволило достигнуть уровня мощности импульсных СВЧ-генераторов порядка десятка гигаватт с длительностью импульсов до нескольких сотен наносекунд [11,12].

На современном этапе для СВЧ-техники, в частности, для усиления и генерации колебаний от миллиметрового до дециметрового диапазонов длин волн, характерно большое разнообразие конкретных типов и классов СВЧ- приборов, успешно работающих на основе различных физических принципов. Здесь находят применение модификации классических приборов СВЧ как резо- . нансного, так и нерезонансного типов: многорезонаторные релятивистские клистроны, мощные лампы бегущей и обратной волны (ЛБВ и J10B) типа О и типа М, многорезонаторные релятивистские магнетроны, платинотроны и ДР-[13, 14].

В последнее время появилось большое количество новых устройств, имеющих принципиальные отличия от вышеназванных СВЧ-приборов: лазер-троны, мазеры на циклотронном резонансе, виркаторы.

В таблице 1. приведены основные параметры основных типов мощных СВЧ-устройств [15-21].

Таблица 1.

Тип СВЧ-генератора Диапазон рабочих длин волн Высокое напряжение, МВ Ток пучка, кА КПД, % СВЧ-мощность, ГВт

Релятивистские клистроны см -:- дм -(0,1-1) К1-Ю) к 10-50) КО, 1-5)

Релятивистские магнетроны см-:- дм Ко,м) »(1-Ю) К Ю-50) КО, 1-5)

Мазеры на циклотронном резонансе мм-:- дм -(1-5) К1-Ю) К1-10) К1-5)

Лазеры на свободных электронах см-:- дм КО,1-1) Ко,1-1) «(1-10) »(0,01-0,1)

Виркаторы мм-:- дм ко,1-1) К Ю-50) »(1-10) КО, 1-5)

Из таблицы 1. видно, что ни один тип прибора не имеет явных преимуществ, делающих его универсальным прибором .для данного диапазона генерируемых колебаний. Нетрудно также заметить, что почти все приборы при генерации импульсов СВЧ-излучения гигаватного уровня мощности обладают невысоким КПД. Исключение составляют лазертроны, но они пока существенно отстают по уровню выходной мощности. При величине выходной мощности порядка 100 МВт релятивистские магнетроны и клистроны имеют КПД, ненамного уступающий КПД лазертрона.

При создании мощных СВЧ-устройств необходимо решение ряда общих задач:

- получение и формирование СЭП с жесткими, заранее определенными требованиями;

- создание сильных внешних магнитных полей для удержания пучков в пространстве взаимодействия с СВЧ-полями;

- обеспечение высокой электрической прочности узлов с наибольшей вероятностью пробоя;

- регулирование мощности и частоты СВЧ-излучения в относительно широких пределах;

- рассеяние высокой средней мощности на аноде или коллекторе;

- возможность рекуперации энергии отработанного пучка.

На основе полученных к настоящему моменту экспериментальных и теоретических результатов, можно выделить ряд принципиально новых подходов, способствующих решению этих проблем.

Например, для повышения КПД перспективно применение каскадной структуры СВЧ-устройств. Так в релятивистских клистронах введение дополнительного ("холостого") резонатора позволяет снизить амплитуду поля накачки во входном резонаторе. Второй, модулирующий, резонатор, возбуждаемый пространственно-модулированным СЭП, позволяет существенно увеличить коэффициент усиления СВЧ-прибора [22].

Другим подходом, открывающим перспективы для высокоэффективной генерации СВЧ-мощности, является использование модулированных СЭП. Близкая к 100%, модуляция может быть получена, например, при прохождении пучка через систему пассивных аксиальных резонаторов или замедляющую структуру [23-25].

В работе [26] предлагается еще один путь повышения электронного КПД, использующий некоторые характерные особенности экспериментальной реализации релятивистских СВЧ-приборов. Как правило, для транспортировки СЭП применяется сильное однородное магнитное поле, величина которого может быть близка к резонансным значениям, соответствующим циклотронному поглощению. Этот факт может быть использован для увеличения электронного КПД в ЛОВ или ЛБВ, т.е. в устройствах с длительным взаимодействием пучка и электромагнитного поля, например, при одновременном выполнении условий черенковского и циклотронного синхронизмов для разных пространственных гармоник поля периодической структуры. При этом представляет интерес как абсолютное повышение значения КПД, так и увеличение длины пространства взаимодействия в подобных СВЧ-устройствах. Численные расчеты [27] показывают возможность увеличения электронного КПД до 35 %.

Перспективным для мощных СВЧ-приборов является формирование электронных сгустков в неоднородном магнитостатическом поле [28]. Сочетание неоднородного магнитостатического поля с периодическим на некотором участке помогает осуществить параметрическую "раскрутку" сгустков в гиро-, троне, что позволяет максимально полно передать энергию электронов магнитному полю.

В последнее годы появилось большое количество публикаций, посвященных виркаторам - СВЧ-генераторам на виртуальном катоде [29-33]. В ряде экспериментов были достигнуты гигаваттные мощности излучения в сантиметровом диапазоне длин волн с КПД до 10 %. К основным достоинствам виркаторов можно отнести [34]:

- простоту перестройки по частоте, которую можно осуществить изменением внешнего магнитного поля или геометрии системы резонатор-пучок.

- возможность генерации СВЧ импульсов большой длительности и мощности из-за отсутствия сложных электродинамических структур.

- компактность, поскольку преобразование энергии электронного пучка в энергию СВЧ-колебаний происходит вблизи области формирования СЭП.

- отсутствие жестких требований к качеству пучка, характерных для ЛБВ, ЛОВ, гиротронов, лазертронов.

- простоту конструкции волноводной системы.

Формирование виртуального катода в электронном потоке и генерация СВЧ-излучения являются сложными нелинейными процессами, которые невозможно описать аналитическими методами. Анализ работы виркаторов в настоящее время могут дать только численные расчеты на основе математического моделирования, требующие проверки экспериментальными методами. Известно большое количество работ посвященных виркаторам, в которых используются как простейшие одномерные модели пучка, позволяющие приближенно описывать общие явления, происходящие при образовании виртуального катода [35-37], так и двух- или трехмерные модели, способные адекватно, с хорошей точностью описывать реальные эксперименты [21, 38-44].

В эксперименте [45] на сильноточном диоде напряжением до 2 МВ достигнута, по видимому, рекордная для виркатора мощность СВЧ-излучения по- , рядка 8,5 ГВт, при этом мощность излучения выделенной моды составила 4 ГВт на частоте 6,5 ГГц с КПД равным 3,3%.

В работе [46] авторы наблюдали СВЧ-излучение на частоте 1,17 ГГц с КПД 5,3 % и мощностью 7,5 ГВт при энергии частиц в пучке 4 МэВ и токе 80 кА, что является рекордным параметром для одномодового режима генерации. Необходимо отметить, что длительность СВЧ-импульса в этих и аналогичных экспериментах [47-49] не превышала 100-150 не. Этот же диапазон длительностей характерен и для большинства других типов эксплуатируемых мощных СВЧ-устройств.

В тоже время для широкого круга фундаментальных и прикладных задач требуются источники мощных СВЧ-колебаний с длительностями порядка единиц-десятков микросекунд. Получение мощного СВЧ-излучения микросекунд* ной длительности сопряжено с некоторыми принципиальными трудностями. Одна из них связана с необходимостью формирования и транспортировки микросекундных СЭП. Другая состоит в том, что при уровнях мощности 0.1-1 ГВт напряженность СВЧ-полей достигает 1-10 МВ/см, а длительность импульса достаточна для развития электронной лавины. В таких условиях, даже при высоком вакууме, за счет выделения газа из стенок и его ионизации электронами, возникающими при автоэлектронной эмиссии в мощных СВЧ-полях, в резонансных структурах развивается ВЧ-пробой, который и ограничивает максимальный уровень генерируемой мощности.

В работе [50] исследовалось ограничение длительности импульса СВЧ-излучения в карсинотроне с использованием сильноточного пучка электронов с энергией 500 кэВ, током пучка 3 кА и длительностью импульса тока 1 мкс, а также причины влияющие на это ограничение. Среди них назывались: коллекторная и диафрагменная плазма, циклотронная селекция мод и изменение поперечных размеров пучка при его транспортировке. Для карсинотрона основной причиной срыва СВЧ-колебаний оказалось увеличение диаметра трубчатого пучка. Авторы видят два возможных пути увеличения длительности СВЧ-импульса:

- стабилизация диаметра пучка в процессе транспортировки;

- переход к новым СВЧ-генераторам, имеющим достаточно большое поперечное сечение прибора и слабочувствительным к изменению радиуса пучка.

В работе [51] была предпринята попытка получения мощного микросекундного СВЧ- излучения в диафрагмированном волноводе с использованием сильноточного пучка электронов с энергией в диапазоне 1,0-2,5 МэВ, током пучка до 20 кА и длительностью импульса тока до 1 мкс. В данном эксперименте длительность СВЧ-сигнала была зарегистрирована вдвое короче длительности импульса тока. Авторы считают, что основной причиной укорочения СВЧ-импульса по отношению к длительности импульса тока является развитие диокотронной неустойчивости в пучке.

Существенное увеличение длительности генерируемых СВЧ-колебаний в микросекундном диапазоне возможно только при использовании таких резо- ' нансных систем, в которых затруднены условия для развития СВЧ-разрядов, например цилиндрических или коаксиальных резонаторов.

Целью диссертации является:

- разработка и создание сильноточного электронного ускорителя микросекундной длительности на основе высоковольтного источника напряжения с использованием различных типов формирующих линий;

- исследование формирования стабильных сильноточных электронных пучков длительностью до 10 мкс с формой импульса тока, близкой к прямоугольной;

- анализ механизма взаимодействия микросекундных СЭП с аксиальными резонансными структурами;

- разработка новых схем СВЧ-генератора на виртуальном катоде микросекундной длительности.

Научная новизна

Разработан и создан сильноточный ускоритель микросекундной длительности для генерации сильноточных электронных пучков с энергией до 0,5 МэВ, током до 1,5 кА, длительностью импульса тока до 10 мкс с формой импульса тока, близкой к прямоугольной. Впервые экспериментально исследована схема высоковольтного источника напряжения на основе формирующих линий, позволяющая пространственно разнести высоковольтный и радиационный блоки ускорителя на расстояние до 50 м.

На основе разработанных и исследованных конфигураций катодных узлов впервые проведено регулирование параметров микросекундных сильноточных пучков в широких пределах.

Впервые экспериментально исследован механизм взаимодействия сильноточного электронного пучка длительностью более 3 мкс с коаксиальной двухре-зонаторной структурой.

Впервые получены модулированные сильноточные электронные пучки длительностью до 4,5 мкс с частотой модуляции 300 МГц и глубиной модуляции, близкой к 100%.

Использование предварительно модулированного сильноточного электронного пучка с энергией до 0,3 МэВ и током до 1,2 кА позволило впервые по-< лучить в виркаторе СВЧ-излучение длительностью 3,0 мкс.

Практическая ценность.

Полученные в работе результаты исследований по генерации электронных пучков позволили сформировать стабильные сильноточные пучки с длительностью импульса тока до 10 мкс, показана возможность транспортировки таких пучков без потерь на расстояние до двух метров с использованием системы соленоидов различной протяженности. Сильноточный электронный ускоритель может быть эффективно использован для решения широкого круга прикладных задач.

Блочная схема построения электронного сильноточного ускорителя позволяет подключать электронный инжектор к различным источникам высокого напряжения через коаксиальную линию.

Предложенные конструкции катодных узлов позволяют регулировать амплитуду и длительность импульса тока сильноточного пучка микросекундной длительности без существенного изменения импеданса электронного инжектора, размещенного в магнитном поле пробочной геометрии.

Полученные результаты использованы при практической реализации новых схем генераторов мощного СВЧ-излучения микросекундной длительности., а также при модификации поверхностей различных материалов с помощью сильноточных электронных пучков. и

На защиту выносятся:

1. Результаты разработки, создания и исследования режимов работы сильноточного ускорителя электронов микросекундной длительности.

2. Результаты исследований по формированию в магнитном поле пробочной геометрии стабильных сильноточных пучков микросекундной длительности с формой импульса тока, близкой к прямоугольной.

3. Результаты анализа влияния давления остаточного газа в канале транспортировки на формирование микросекундных СЭП.

4. Результаты исследования взаимодействия СЭП с коаксиальной двухрезона-торной структурой.

5. Результаты исследования по генерации мощного СВЧ-излучения микросекундной длительности в различных схемах виркаторов.

Достоверность научных результатов подтверждается сравнением с известными экспериментальными и теоретическими результатами, многократными сравнениями результатов расчетов с использованием различных численных моделей с экспериментальными исследованиями и аналитическими решениями тестовых задач, большим объемом измерений, дублированных различными способами.

Апробация работы:

Основные результаты работы, положенные в основу диссертации, докладывались на:

- Всесоюзной конференции "Современные проблемы физики и ее приложений" (Москва, 1990 г.);

- VIII Всесоюзном симпозиуме по сильноточной электронике (Свердловск, 1990 г.);

- IX Всесоюзном симпозиуме по сильноточной электронике (Свердловск, 1992 г.);

- Восьмом совещании по применению УЗЧ в промышленности и медицине (Санкт-Петербург, 1995 г.);

- Научных сессиях МИФИ-98 (Москва, 1998 г.), МИФИ-99 (1999 г.), МИФИ-2000 (2000 г.);

Публикации:

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 17 печатных работах.

Структура и объем диссертации:

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы, включающего 144 источника, из которых 17 являются публикациями автора по теме диссертации, приложения. Общий объем работы 153 страницы, из них 137 страниц основного текста, 54 рисунка, 20 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника», Гаркуша, Олег Владимирович

Основные результаты диссертации сводятся к следующему:

1. Разработан сильноточный электронный ускоритель прямого действия с параметрами : напряжение инжекции до 400 кВ, ток пучка до 1,5 кА, длительность импульса тока до 10 мкс. Отличительными особенностями ускорителя являются возможность пространственного разделения высоковольтного источника напряжения и электронного инжектора на расстояние до 50 м; компактность электронного инжектора за счет использования комбинированного изолятора; формирование высоковольтного импульса напряжения длительностью до 10 мкс с крутым фронтом (отношение длительности импульса к длительности фронта порядка 100).

2. Создана импульсная система транспортировки, позволяющая транспортировать СЭП в магнитном поле с индукцией 1 Тл на расстояние до 2 м без потерь, а также информационно-измерительная система для сбора и обработки экспериментальных результатов.

3. Впервые экспериментально показана возможность стабильной работы ЭСУ в магнитном поле пробочной конфигурации в диапазоне единиц микросекунд. Сформированы трубчатые пучки в неоднородном магнитном поле с током до 1,5 кА, длительностью до 10 мкс с высокой повторяемостью, Исследовано влияние геометрии фокусирующего магнитного поля на генерацию стабильных СЭП.

4. Экспериментально показано влияние материала катода на стабильность импульсов тока, их длительность и на максимальную величину тока. При этом форма импульсов тока остается подобной. Экспериментально установлено, что для микросекундных инжекторов наилучшими характеристиками обладают катоды из графита и нержавеющей стали независимость формы импульсов тока.

5. Предложены, разработаны и экспериментально исследованы конструкции двухкромочных катодных узлов для генерации сильноточных пучков микросекундной длительности с формой импульса тока, близкой к прямоугольной. Применение двухкромочных катодов позволило получить импульсы тока пучка длительностью до 5 мкс с передним фронтом не более 300-350 не. Предложенная конструкция позволяет варьировать ток пучка в пределах 25-30% от номинального.

6. Проанализировано влияние процессов зарядовой нейтрализации микросекундного электронного пучка на его формирование и транспортировку. Установлено, что процессы взаимодействия электронов пучка с молекулами остаточного газа и происходящая при этом частичная нейтрализация СЭП играют важную роль в перемыкании катод-анодного промежутка, а также существенно влияют на скорость нарастания тока в процессе формирования импульса тока

7. Показана возможность модуляции микросекундных СЭП с током до 1,5 кА с длительностью импульса тока до 4,5мкс с помощью четвертьволновых коаксиальных резонаторов. Модуляция СЭП осуществлена в диапазоне частот 250-300 МГц. Глубина модуляции составляет 90-100%, длительность модуляции до 4,5 мкс, наибольшая эффективность модуляции тока получена при напряжении инжекции 150-200 кВ. Полученные результаты подтверждают клистронный механизм формирования модулированных СЭП.

8. Исследовано влияние различных параметров СЭП, условий его формирования, геометрии резонаторной структуры на параметры модулированного электронного пучка; проведен сравнительный анализ различных схем модуляции СЭП; проанализированы факторы, влияющие на срыв колебаний в резонаторной структуре.

9. Предложена и экспериментально исследована схема мощного СВЧ-генератора на виртуальном катоде с предварительной модуляцией для получения микросекундного СВЧ-излучения. В схеме виркатора с предварительной модуляцией экспериментально получено СВЧ-излучение длительностью до 3,0 мкс, что примерно в 1,5 раза длиннее по сравнению с длительностью СВЧ-излучения в традиционной схеме виркатора.

10. Предложена методика измерения частоты и спектра импульсного СВЧ-излучения в виркаторе, позволившая провести измерения частотного диапазона и основной частоты СВЧ-излучения.

12. Экспериментально исследована зависимость амплитуды волны с,о в виркаторе от величины инжектируемого тока СЭП длительностью несколько микросекунд, которая хорошо совпадает с теоретической для токов на 10-30% превышающих предельное значение.

13. Проанализированы причины срыва СВЧ-излучения микросекеундной длительности в виркаторе. Показано, что важную роль в этом процессе играет зависимость коэффициента зарядовой нейтрализации от времени.

14. Рассмотрена схема СВЧ-генератора на виртуальном катоде в магнитном поле пробочной геометрии, позволяющая в широких пределах управлять частотой и местоположением виртуального катода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Гаркуша, Олег Владимирович, 2000 год

1. Лукьянов С.Ю. Горячая плазма и управляемый термоядерный синтез. М: Наука, 1975.

2. Кадомцев В.Б. Коллективные явления в плазме. М.: Наука, 1979

3. Ускорение ионов в электронных пучках/ А.А. Плютто, П.Е. Беленсов, Е.Д. Короп и др.//Письма в ЖЭТФ. 1967 Т.6 №6 С.540-541.

4. Саранцев В.П., Перелыптейн Э.А, Коллективное ускорение ионов электронными кольцами. М.:Атомиздат,1979

5. Перспективы развития коллективных ускорителей// Коллективные методы ускорения и пучково-плазменные взаимодействия/А.А Кузьмин, Р.А. Меще-ров, B.C. Рыбалко, К.В. Ходатаев. М.:РИ АН СССР, 1982. С.4-10.

6. Bluhm Н., Engelko V, Dulson А/ Industrial applications of high voltage pulsed power techniques: development at forschungszentrum Karlsruhe / Proc. of 11-th IEEE International Pulsed Power Conference. Baltimore, Maryland, USA, 1997, V.l, P.l-12.

7. Рухадзе A.A., Богданкевич JI.C., Росинский C.E„ Физика сильноточных релятивистских электронных пучков. М.: Атомиздат, 1980.

8. Ю.Абрамян Е.А., Альтеркоп Б.А., Кулешов Г.Д. Интенсивные электронные пучки. М.: Энергоатомиздат, 1984.

9. Лебедев И.В. Техника и приборы сверхвысоких частот. М.: Госэнергоиздат, 1961.

10. Электронные приборы СВЧ. Березин В.М., Буряк B.C., Гутсайт Э.М. и др./ М.: Высшая школа, 1985.

11. Релятивистский магнетрон. Нечаев В.Е., Сулакшин A.C., Фукс М.И. и др./ В кн.: Релятивистская высокочастотная электроника. Горький, ИПФ АН СССР, 1979, С.114-129.

12. Бессонов Е.Г. Вопросы теории и экспериментального исследования ондуля-торного излучения В сб. Труды 6 Всесоюзного совещания по УЗЧ, Дубна 1978, т.2, Дубна, 1979

13. Общие свойства коротковолновых приборов с длительной группировкой электронов. Братман В.Л., Гинзбург Н.С., Ковалев Н.Ф. и др./ В кн.: Релятивистская высокочастотная электроника. Горький, ИПФ АН СССР, 1979, С.249-274.

14. Релятивистские черенковские генераторы с резонансными замедляющими структурами./ Александров АФ, Афонин AM, С.Ю.Галузо и др.// В кн.: Релятивистская высокочастотная электроника.Горький, ИПФ АН СССР, 1981, С.145-169.

15. Релятивистский карсинотрон с длиной волны 3 см и длительностью импульса 0,4 микросекунды Зайцев Н.И., Ковалев Н.Ф., Кораблев Г.С. и др./ Письма в ЖТФ, 1981, т.7, вып. 14, С.879-881.

16. Sullivan D.G. High power microwave generation from virtual cathode oscillator (vircator)// IEEE Trans.-1983. NC-30, №4, P. 3426-3430.

17. Kwan Т/ High power microwave generation from oscillating virtual cathodes// Phys/Fluids/ 1984, v. 27, №1, P.228-232.

18. Кураев AA. Теория и оптимизация электронных приборов СВЧ. Минск: Наука и техника. 1979.

19. Friedman М., Serlin V. Parametric interaction of modulated intense relativistic electron beams with high-voltage gaps// Phys. Rev. Lett,1985, V. 54, №18. P. 2018-2021.

20. Коллективное ускорение ионов модулированным сильноточным РЭП. Балакирев В.А., Горбань A.M., Магда И.И. и др. // Физика плазмы, 1997, № 4, С. 3509-354.

21. Гапанович В.Г., Месхи Г.О., Салихов И.М. Возбуждение с помощью диафрагмированного волновода интенсивной волны пространственного заряда СЭП./ Ускорители заряженных частиц. М.: МРТИ АН СССР. 1989, С. 10-18.

22. Кураев АА. Парамонов БМ, Синицын АК. Некоторые перспективные схемы СВЧ-электронных приборов/ Радиотехника и электроника, 1991 вып.5,С.942-950.

23. Власов А.Н., Корниенко В.Н., Черепенин В.А. Повышение электронного кпд релятивистских черенковских генераторов при комбинированном взаимодействии // Радиотехника и Электроника. М., 1995.Вып.З с.481-490.

24. Курин А.Ф. Эффективное преобразование частоты при взаимодействии сильных электронных токов с поперечными электромагнитными полями./ Тез. док. VIII Всесоюзного симпозиума по сильноточной электронике., 4.2, Свердловск: ИЭФ УрО АН СССР, 1990, С. 95-97.

25. Диденко А.Н., Арзин А.П., Жерлицин А.Г. Релятивистские триодные СВЧ генераторы.// Релятивистская высокочастотная электроника. Горький: Ин-т прикладной физики АН СССР, 1984, Вып. 4., С. 104-118.

26. A radially and axially extracted virtual- cathode oscillator (vircator) .Sze H. Benford J., Yong T. et. al.// IEEE,.1985, PS-13, P.492-497

27. Рухадзе А.А., Столбенцов С.Д., Тараканов В.П. Виркаторы// Радиотехника и электроника., 1992, Т.37, №3, С.385-395.

28. Теоретическое и экспериментальное исследование виркатора с плазменным анодом. Бабкин. А.Л., Дубинов А.Е., Жданов B.C. и др.// Физика плазмы, 1997,

29. Получение мощных импульсов СВЧ-излучения микросекундной длитель- ; ности в триоде с виртуальным катодом/ А.Г. Жерлицын, С.И. Кузнецов, Г.В. Мельников и др.// Письма в ЖТФ. 1985. Т. 11, №17. С. 1083-1086.

30. Диденко А.Н., Григорьев В.П., Жерлицын А.Г. Генерация электромагнитных колебаний в системах с виртуальным катодом// Плазменная электроника. Киев: Наук.думка, 1991,С, 112-131.

31. High power microwave generation from a tunable radially extracted vircator/ Hwang C.S., Wu M.W., Song P.S. Hou W.S.// J.Appl.Phys. v.69, № 3, P. 12471252.

32. Исследование частотного спектра одномерной СВЧ системы на виртуальном катоде/ Блиох Ю.И., Магда И.И., Найстетер С.И., Прокопенко Ю.В.// Физика плазмы, 1992, Т. 18, вып.9, С. 1191 -1197.

33. Привезенцев А.П., Фоменко Г.П. Динамика электронного потока в виркато-ре. // Тез. докл. IX Симпозиума по сильноточной электронике., Свердловск: ИЭФУрО АН СССР, 1992, С. 158-159.

34. Золотарюк А.В., Кузьменко Н.А., Ходатаев К.В. Нестационарная модель транспортировки РЭП в дрейфовой трубе при наличии аксиального магнитного поля: Препринт ИТФ-82-34Р. Киев: ИТФ АН УССР, 1982.

35. Григорьев В.П., Диденко А.Н. К теории возбуждения электромагнитных колебаний в системах с виртуальным катодом// Радиотехника и электроника., 1987, Т.ЗЗ, №2, С.1083-1086.

36. Plasma effects on electron beams focusing and microwave emission in virtual cathode oscillator/ Yatsuzuka M., Nakajama M., Tanigawa M. et al.//IEEE Trans, on P.S., Vol.26, № 4, P. 1314-1320.

37. Григорьев В.П., Диденко А.Н. К теории генерации СВЧ колебаний в триоде с виртуальным катодом./ Генераторы и усилители на электронных потоках., М.: ИЗД-во Моск.ун-та, 1987.

38. Коваль Т.В., Саблин Н.И. Исследование формирования виртуального катода при инжекции встречных трубчатых СЭП в трубу дрейфа.// Тез. докл. VIII Симпозиума по сильноточной электронике., Свердловск: ИЭФ УрО АН СССР, 1990, С. 216-218.

39. Диденко А.Н., Ращиков В.И. Генерация мощных СВЧ-колебаний в системах с виртуальным катодом.// Физика плазмы, 1992, В.9, Т. 18, С.1182-1190.

40. Котешвили П.В., Рыбак П.В., Тараканов В.П. KARAT- средство вычислительного эксперимента в электродинамике. Препринт №44., М.: ИОФ АН СССР, 1991.

41. Burkhart S., Allen J, Hawkins К. Experiments with an S-band vircator // J.Appl.Phys., V.62,№ 1, P.75-77.

42. Benford J., Swegle J. High Power Microwaves . Appl.Phys.Letters.,1989 V.54,№ 13, P.1215-1219.

43. Галстьян E.A., Синелыциков A.B. Влияние внешнего магнитного поля на генерацию СВЧ-излучения в редитроне.//в кн. Электронные пучки и генерация СВЧ-излучений., М.: МРТИ АН СССР, 1990, 28-35.

44. Гадецкий Н.П., Магда И.И., Найстетер С.И. Исследование виртода генератора с управляемой обратной связью на критическом токе. // Тез. докл. IX Симпозиума по сильноточной электронике., Свердловск: ИЭФ УрО АН СССР, 1992, С. 134-136.

45. Григорьев В.П., Жерлицин А.Г, Коваль Т.В. Исследование двухчастотного режима излучения в виркаторе с магнитоизолированным диодом.//Физика плазмы, Т.16, в. 11, С.1353-1357.

46. Воронков С.Н., Лоза О.Т., Стрелков П.С. Ограничение длительности импульса излучения СВЧ генераторов на микросекундных РЭП.// Физика плазмы, 1991, Т.17, Вып.6, С. 751-760.

47. Разрушение релятивистского сильноточного электронного пучка при генерации мощных импульсов электромагнитного излучения. Бугаев С.П., Дей-чули М.П., Канавец В.И.// Радиотехника и электроника , 1984. №3 , С. 557560.

48. О формировании стабильного РЭП микросекундной длительности в бесфольговом диоде. Бакшаев Ю.Л., Басманов А.Б. Блинов П.И., Скорюпин В.А.// ВАНиТ Сер. Термоядерный синтез, 1984, Вып.З, С.31-36.

49. Процессы в диодах с магнитной изоляцией, использующих взрывную эмиссию электронов. / Бугаев С.П., Зайцев Н.И., Ким A.A. и др.// Релятивистская ВЧ-электроника. Проблемы повышения мощности и частоты излучения. Горький: ИПФ АН СССР, 1981, С.36-61.

50. Месяц Г.А. Эктоны. Екатеринбург: УИФ "Наука" 1993, Ч.З.

51. Кремнев В.В., Месяц Г.А. Методы умножения и трансформации импульсов. — Новосибирск: Наука, 1987.

52. Евтянов С.И., Редькин Г.Е. Импульсные модуляторы с искусственной линией., М: Сов.радио, 1973.

53. Месяц Г.А. Согласование искусственной и естественной линий для получения длинных импульсов с коротким фронтом. — ПТЭ, № 3, 1964.

54. Гаркуша О.В., Пищулин И.В., Степнов В.В. Информационно- измерительные и управляющие системы сильноточного ускорителя. — М.: МИФИ, 1991.

55. Разевиг В.Д. Моделирование аналоговых электронных устройств на персональных ЭВМ. М., изд. МЭИ, 1993.

56. Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования MICRO-CAP V. —М.:изд. МЭИ, 1998.

57. Ковальчук Б.М., Кремнев В.В., Поталицын Ю.Ф. Сильноточные наносе-кундные коммутаторы. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1979.

58. B.C. Воронин. Программа для решения электростатических задач.// Труды ФИАН СССР, 1978.

59. Техника высоких напряжений. Под. Ред. М.В. Костенко. М.: Высшая школа, 1973.

60. Высоковольтные установки и измерения на высоком напряжении.// Под ред. ХобергаВ.А., Л.: изд. ЛПТИ, 1977.

61. Дубовой Л.В., Ройфе И.М. О возможности создания сильноточного ускорителя микросекундного диапазона. // Препринт К-0238. Л.: НИИ ЭФА им. Ефремова, 1974.

62. Ройфе И.М., Стекольников Б.А., Энгелько В.И. Получение и исследование сильноточного пучка микросекундной длительности// ЖТФ. 1976. Т.46, вып. 12. С.2563-2576.

63. К вопросу о паразитных токах в сильноточных диодах с магнитной изоляцией./ Ковалев Н.Ф., Нечаев В.Е., Петелин М.И., Фукс М.И.// Письма в ЖТФ, 1977, Т.З, № 9, С.414-415.

64. Ускоритель сильноточных электронных пуков микросекундной длительности./ Бурцев В,А., Василевский М.А., Гусев О.А. и др.// ПТЭ, 1979, № 5, С.32.

65. О работе диода с магнитной изоляцией при большой длительности импульса./Никонов А.Г., Ройфе И.М., Савельев Ю.М., Энгелько В.И.// ЖТФ, 1983, Т.53, № 4, С.618-626.

66. Кэй Д.И., Лэби Т.Э. Справочник физика экспериментатора. М.: Иностранная литература, 1969.

67. Гаркуша О.В., Месхи Г.О., Школьников Э.Я. Формирование прямоугольных импульсов СЭП микросекундной длительности.// Тезисы докладов IX Симпозиума по сильноточной электронике, Екатеринбург, 1992,с 75-76.

68. Lovelas R., Ott Е. Theory of magnetic insulation// Phys. Fluids., 1974. V.17, № 6.P. 1263-1268.

69. Монтгомери Д.Б. Получение сильных магнитных полей с помощью соленоидов: Пер.с англ./ Под ред. Н.Е. Алексеевского, М.: Мир, 1971.

70. Техника больших импульсных токов и магнитных полей/ В.С. Комельков, П.Н. Дашук, С.Л. Зайенц и др. М.: Атомиздат, 1970.

71. Информационно-управляющая система экспериментального стенда на базе ЭВМ "Мера 125" / Гаркуша О.В., Школьников Э.Я., Терентьев В.Г. и др. // в сб. н. тр. "Радиационная аппаратура на базе ускорителей". М.: Энергоатом-издат, 1987,- С.33-34.

72. Москалев В.А. Измерение параметров пучков заряженных частиц.— М.: Энергоатомиздат, 1991.

73. Разин Г.И., Щелкин А.П. Бесконтактное измерение электрических токов,-М.: Атомиздат, 1974

74. Гаркуша О.В., Пищулин И.В., Ромашкин О.В. Диагностика ускоренных пучков с помощью полупроводникового лазера с электронной накачкой.// Тезисы докладов IX Симпозиума по сильноточной электронике, Екатеринбург, 1992, С. 106-107.

75. Гаркуша О.В., Демин Д.С. Измеритель средней скорости электронов. — М.: сб. н. тр. "Научная сессия МИФИ-99", 1999, том 4, С. 102-103.

76. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. — М.: изд-во Выс- : шая школа, 1984.

77. Гинзбург С.Г. Методы решения задач по переходным процессам в электрических цепях. —М: Высшая школа. 1967.

78. Физические величины: Справочник/ А.П.Бабичев, Н.А.Бабушкина, А.М.Братковский и др., Под ред. И.С.Григорьева.-М.: Энергоатомиздат, 1991.

79. Шваб. А. Измерения на высоком напряжении. — М.: Энергоатомиздат, 1983г.

80. Справочник по теоретическим основам радиоэлектроники./ Под ред. Б.Х. Кривицкого. М.: Энергия, 1977.

81. Василевский М.А., Никонов А.Г. Ройфе И.М. и др. Получение трубчатого электронного пучка длительностью 10"4 с использованием многоострийного взрывоэмиссионного катода// Письма в ЖТФ. 1983. Т.9, вып.1. С.26-30.

82. Артамонов В.И., Дубовой JI.B., Дувидсон В.М., Смилга В.И. Предельная длительность импульсного тока оптимизированного инжектора электронов с взрывной эмиссией и магнитной изоляцией// Письма в ЖТФ. 1983. Т.6, вып.23. С. 1422-1427.

83. Ельчанинов A.C., Загулов Ф.Я., Коровин С.Д., Месяц Г.А. О стабильности работы вакуумных диодов ускорителей сильноточных релятивистских электронных пучков//ЖТФ. 1981. Т.51, вып.5. С. 1005-1007.

84. Миллер Р. Введение в физику сильноточных пучков заряженных частиц. М.: Мир, 1984.

85. Кошелев В.И. О разлете катодной плазмы в поперечном магнитном поле// Физика плазмы. 1979. Т.5, вып.З. С.698-701.

86. Зайцев Н.И., Кораблев Г.С. О механизме ускорения коллекторной плазмы в канале транспортировки сильноточного электронного пучка// ЖТФ. 1982. Т.52, вып.1. С. 160-162.

87. Бугаев С.П., Зайцев Н.И., Ким A.A. Кошелев В.И. Экспериментальное исследование характера движения катодной плазмы поперек магнитного поля в диодах с магнитной изоляцией// Физика плазмы. 1983. Т.9, вып.6. С. 12871291.

88. Зайцев Н.И., Кораблев Г.С., Шемякин Б.П. Элементы динамики катодной и коллекторной плазмы в диоде с магнитной изоляцией // Физика плазмы. 1981. Т.7, вып.З. С.560-563.

89. Проскуровский Д.И. Янкелевич Е.Б. Взрывоэмиссионный катод большой площади // в кн. Сильноточные импульсные электронные пучки в технологии. Новосибирск, 1983, С.21-26.

90. Формирование стабильных СЭП микросекундного диапазона в диоде с магнитной изоляцией/ Гаркуша О.В., Месхи Г.О., Школьников Э.Я. II В сб.н.тр. Системы мощной импульсной электроэнергетики М.: Энергоатом- > издат, 1989, С.57-62.

91. Рабинович В.А., Хавин З.Я, Краткий химический справочник.- М.: Химия, 1978.

92. Автоэмиссионные источники электронов для управляемого термоядерного синтеза/ Кузьмин A.A., Кленов Г.И. и др.// Тез. докл. VII Симпозиума по сильноточной электронике., Томск: ИСЭ СО АН СССР, 1988, С. 169-171.

93. Гаркуша О.В., Зубарев М.В., Якубов Р.Х. Экспериментальный стенд для импульсной термообработки материалов— М.: сб. н. тр. "Научная сессия МИФИ-2000", 2000, том 7, С. 171 -172.

94. Василевский М.А., Ройфе И.М, Энгелько В.И. Генерирование длинноим-пульсных сильноточных электронных пучков // В кн. Релятивистская высо- : кочастотная электроника, 1983, С. 184-203.

95. Василевский М.А., Василевская Ю.А., Ройфе И.М. Об импедансе диода с многоострийным взрывоэмиссионным катодом.-// ЖТФ, 1980, Т.50, вып.11. С.2356-2362.

96. Гаркуша О.В., Степнов В.В., Тимофеев В.Ф. Генерация СЭП микросекундной длительности со взрывоэмиссионного катода.// Тез. докл. VIII Симпозиума по сильноточной электронике., Свердловск: ИЭФ УрО АН СССР, 1990, С. 79-81.

97. Генерация СЭП длительностью до 10 мкс/ Гаркуша О.В., Егоров М.В., Степнов В.В. и др.// Доклад Всесоюзной конференции "Современные проблемы физики и ее приложений, ВИНИТИ АН СССР, 1990, С. 11.

98. Кислецов А.В., Лебедев А.Н./ Формирование СЭП для генерации СВч-излучения в ондуляторе// Тез. докл. VIII Симпозиума по сильноточной электронике., Свердловск: ИЭФ УрО АН СССР, 1990, С. 139-1411.

99. Программа для расчета электростатических полей./ под. ред. А.В.Егольцева// М.:изд. МЭИ, 1993.

100. Эксперименты по ускорению ионов при прохождении сильноточного пучка электронов через газ/ А.А. Коломенский, В.М. Лихачев, И.В. Синельщи-кова и др.//Труды IY Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц. М., 1974. Т,2 С262-264

101. Глейзер И.З. Исследование формирования и транспортировки сильноточ- : ных трубчатых РЭП: Автореф. дис. Томск: ТПИ, 1977.

102. Механизм ионизации газа сильноточным пучком электронов/ Кингсеп С.С., Новобранцев И.В., Рудаков Л.И. и др.// ЖЭТФ.- 1972, Т.63, Вып.6, С. 2132-2138.

103. Oison C.L. Theory of ion accélération by drifting intense relativistic electron beams //Phys.Fluids,1975,V.18, P. 585-597.

104. А.Л.Комов, А.И. Лисицын К вопросу о наработке плазмы в пучково-плазменных СВЧ-приборах/ В сб.н.тр. Электронные пучки и генерация СВЧ-излучения.// -М.:МРТИ, 1990, С. 62-73.

105. Диденко А.Н., Григорьев В.П., Усов Ю.П. Мощные электронные пучки и их применение. Атомиздат, 1977.

106. Гаркуша О.В. Влияние остаточного газа в коаксиальном диоде с магнитной изоляцией на формирование микросекундных СЭП. — М.: сб. н. тр. "Научная сессия МИФИ-99", 1999, том 4, С. 100-101.

107. Беликов В.В., Лымарь А.Г., Хижняк Н.А. Ускорение ионов модулированным электронным потоком// Письма в ЖТФ, 1975, Т.1, № 13, С. 615-617.

108. Luce J.S., Sahlin H.L., Crites T.R. Collective accélération of intense ion beams in vacuum// IEEE Trans. Nucl. Sei., 1973, Vol.20, № 3, P.336-341.

109. Olson C.L. Ion acceleration by electron beams// Tp.II Симпозиума по коллективным методам ускорения .- Дубна, 1976, С. 101-113.

110. A.c. 3914404 СССР, МКИ Н05Н 7,12. Способ модуляции сильноточного электронного пучка и устройство для его осуществления/ A.M. Маркеев, P.A. Мещеров.-1987.

111. Айрапетов А.Ш., Маркеев A.M., Мещеров P.A., Яблоков Б.Н. Низкочастотная автомодуляция сильноточного электронного пучка// ЖТФ, 1987, Т.57, № 1. С.81-85.

112. Казанский JI.H., Кислецов A.B., Лебедев А.Н. Автоускорение в интенсивных электронных пучках// Атомная энергия, 1971, Т.30, № 1, С.27-31.

113. Friedman М. Autoacceleration of an intense relativistic electron beam// Phys. Rev. Lett., 1973, Vol. 31, №18, P. 1107-1110.

114. Friedman M., Serlin V., Drobot A., Selfor L Self-modulation of an intense relativistic electron beam// J. Appl.Phys., Vol.56, №9, P. 2459-2474.

115. Маркеев A.M., Мещеров P.A., Сажин В.Д. Автомодуляция сильноточного электронного пучка микросекундной длительности// В сб.н.тр. Сильноточные электронные пучки .Коллективные и плазменные процессы,- М.: МРТИ, 1989, С.26-36.

116. Милованов 0С., Собенин Н.П. Техника и приборы сверхвысоких частот. М.: Энергоатомиздат, 1981, С. 174-181.

117. Тишер Ф. Техника измерений на сверхвысоких частотах: пер. с нем. М.: Госиздат, 1963.

118. Модуляция СЭП микросекундной длительности в системе пассивных коаксиальных резонаторов/ Гаркуша О.В., Школьников Э.Я., Терентьев В.Г. идр.// В сб.н.тр. Системы мощной импульсной электроэнергетики М.: Энерго-атомиздат, 1989, С. 10-14.

119. Friedman М., Serlin V. Modulation of intense relativistic electron beams by an external microwave source// Phys. Rev. Lett., 1985, Vol. 55, №126 P.2860-2863.

120. Friedman M., Serlin V. Interaction of a modulated intense relativistic electron beams a cavity // Appl. Phys. Lett., 1984, Vol.44, №94 P. 394-395.

121. Маркеев A.M. Формирование модулированных сильноточных электронных пучков для исследования коллективных методов ускорения ионов.: Дисс. Канд. ф.-м. наук.- М.:, 1987, 177с.

122. Капчинский М.И., Юдин JI.A. Об интерпретации экспериментов по самомодуляции электронного пучка в пассивной друхрезонаторной структуре// Физика плазмы, 1990. Т. 16. вып.11. С. 1325-1331.

123. Капчинский М.И., Коренев И.Л., Юдин J1.A. О предельно допустимой концентрации плазмы и требовании на вакуум в авторезонансном ускорителе ионов// В сб.н.тр. Сильноточные электронные пучки .Коллективные и плазменные процессы.- М.: МРТИ, 1989, С.70-79.

124. Альтеркоп Б.А., Сокулин А.Ю., Тараканов В.П. Транспортировка электронного пучка со сверхпредельным током // Физика плазмы .- 1989, Т. 15, Вып.8, С.974-980.

125. Г.А.Месяц, В.Г.Месяц Об укорочении СВЧ импульсов в мощных релятивистских генераторах// Тезисы докладов IX Симпозиума по сильноточной электронике, Екатеринбург, 1992, С. 152-154.

126. Бакшаев Ю.Л., Басманов А.Б. Блинов П.И. Динамика структуры микросекундных СЭП// Физика плазмы, 1989. Вып.8, с.992-999.

127. Соковиков A.C.,Сокулин А.Ю., Рухадзе A.A. Генерация мощного СВч-излучения в сходящемся магнитном поле// Тез. докл. VIII Симпозиума по сильноточной электронике., Свердловск: ИЭФ УрО АН СССР, 1990, С. 5960.

128. Генерация микросекундного СВЧ-излучения в виркаторе Гаркуша О.В., Пищулин И.В., Школьников Э.Я., Якушкин М.Р. и др. // Тезисы докладов IX Симпозиума по сильноточной электронике, Екатеринбург, 1992, С. 145-146.

129. Колебания виртуального катода как источник СВЧ-излучения./ Альтеркоп Б.А., Рухадзе A.A., Сокулин А.Ю., Тараканов В.П.,//ЖТФ, 1991, Т.61, в.9, С.115-123.

130. Диденко А.Н., Юшков Ю.Г. Мощные СВЧ-импульсы наносекундной длительности.- М.: Энергоатомиздат, 1984.

131. Справочник по радиоизмерительным приборам/ под ред. B.C. Насонова. -М.: Сов. радио, 1976, Ч.З.

132. Генерация длинноимпульсного СВЧ-излучения в виркаторе/ Гаркуша О.В., Школьников Э.Я.' — М.: сб. н. тр. "Научная сессия МИФИ-99", 1998, Ч. 3, С. 124-126.

133. О.В.Гаркуша, Е.И.Львов, Э.Я.Школьников. Лабораторный практикум по мощной импульсной электрофизике/ М.: МИФИ, 1999, С. 153-162.

134. Кураев A.A. Мощные приборы СВЧ. Методы анализа и оптимизации параметров. М.: Радио и связь, 1986

135. Вынужденное излучение релятивистского электронного пучка в магнитной пробке / Альтеркоп Б.А., Михайлов В.М., Рухадзе A.A., Тараканов В.П.,//Физика плазмы, 1992, Т.18, Вып.6, С.733-738.