ния нежелательных типов колебаний в резонаторе и достижения устойчивого одночастотного режима работы.

2.1.2 Формирование моновинтовых электронных пучков

Моновинтовые спиральные и трохоидальные электронные пучки впервые были применены на начальном этапе развития гиротронных приборов. Формирование таких пучков производилось применением электронных пушек, эмитирующих электроны со скоростями, имеющими составляющую перпендикулярную к оси прибора. Так, в первом гирогенераторе обратной волны (гиро-ЛОВ) катод располагался на одной из пластин двухпроводной высокочастотной системы (смотририс. 17) и трохоидальный пучок формировался в скрещенных электрическом и магнитном полях, образуемых напряжением на пластинах и применением магнитной системы, создающей поперечное магнитное поле [4, 5]. В [3] формирование моновинтового электронного пучка в волноводной системе производится установкой электронной пушки на корпусе генератора, подуглом к оси прибора. В [3] предлагается также создание и применение поливинтовых электронных пучков путем установки нескольких таких пушек по окружности корпусаводномсеченииприбора.

Значительный интерес к применению трубчатых электронных пучков с моновинтовыми траекториями электронов связан с созданием гиротронных приборов на гармониках циклотронной частоты (смотри 1.1.3). В этих приборах, особенно работающих на высоких гармониках (n>3) c модами колебаний в резонаторах ТЕmq при азимутальном индексе m=n, для решения проблемы подавления паразитных типов волн целесообразно применение моновинтовых электронных потоков. При заданном номере гармоники n и выбранном типе волны в резонаторе ТЕmq на рабочей частоте ω необходимо создать ЭОС, формирую-

щую моновинтовой тонкостенный трубчатый электронный пучок с радиусом r0 в области максимальной компоненты азимутальной составляющей электрического поля в резонаторе, с азимутальной скоростью электронов vϕ=r0ω/n.

Наиболее распространенным является способ формирования моновинтовых электронных потоков при помощи неадиабатической пушки О-типа в продольных электрическом и магнитном полях с кольцевым катодом. В таких системах в промежутке между катодом и первым анодом создается магнитное поле, близкое к однородному. В области между первым и вторым анодом создается реверс магнитного поля, под воздействием которого электроны трубчатого потока приобретает общую вращательную скорость вокруг оси, т.е. электронный поток преобразуется в моновинтовой [47]. Параметры формируемых таким способом моновинтовых электронных потоков в ряде случаев ограничиваются шириной L1 нарастания магнитного поля в области реверса. При увеличении параметра L1/λп (λп – плазменная длина волны) возникают радиальные скорости электронов в пучке, увеличиваются пульсации границ пучка и т.п. Эти эффекты наиболее существенны при построении низковольтных приборов в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах.

В 80-х годах прошлого столетия был предложен способ формирования моновинтовых трубчатых электронных потоков при использовании адиабатических пушек с кольцевыми эмиттерами и с дополнительным прикатодным электродом (внутри кольцевого эмиттера) [87–89]. Известные в настоящее время результаты экспериментальных исследований показали недостаточно высокое токопрохождение электронов, что говорит, по-видимому, о необходимости совершенствования данной конструкции.