Исследование электродинамических характеристик многоканальных многозазорных резонансных систем микроволнового генератора с неоднородным распределением высокочастотного электрического поля.

В телекоммуникационных системах в последние годы значительно возросли объемы и скорости передачи информации, а используемые ресурсы передачи данных постепенно исчерпываются ввиду ограничений по объему и скорости передачи данных. Однако, несмотря на загруженность радиочастотного спектра, остаются достаточно широкие полосы частот в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах. Наиболее перспективным в настоящий момент является использование радиоволн миллиметрового и субмиллиметрового диапазона для создания сверхвысокоскоростных беспроводных мобильных сетей, в системах радиолокации, дистанционного зондирования, навигации и связи. Перспективность и актуальность создания приборов работающих в этом диапазоне длин волн объясняется тем, что он наименее освоен в высокотехнологических отраслях экономики из-за сложностей в эксплуатации, недостаточной эффективности, малой надежности [Генерация и усиление сигналов терагерцевого диапазона/ под ред. А.Е. Храмова, А.Г. Баланова, В.Д. Еремки, В.Е. Запевалова, А.А. Короновского. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2016]. Решение проблемы освоения миллиметрового диапазона сдерживается отсутствием эффективных источников излучения как по причинам конструктивно- технологического плана, так и по причинам недостаточно исследованных физических явлений, лежащих в основе функционирования этих источников и непосредственно связанных с резким уменьшением всех геометрических размеров из-за малой длины волны [Усилительные приборы О-типа миллиметрового диапазона / А. В. Ляшенко, В. П. Ерёмин, А. И. Тореев // Прикладная физика 2009 № 5]. В настоящее время ведутся разработки по использованию в диапазоне миллиметровых волн ламп бегущей волны, ламп обратной волны, клистронов, клистронов с распределенным взаимодействием. Сейчас наиболее перспективными источниками субмиллиметрового диапазона излучения являются клистроны с распределенным взаимодействием (Millimeter-wave extended interaction klystrons for high power ground, airborne and space radars /B. Steer, A. Roitman, P. Horoyski et al. // Proc. European Microwave Conference. Paris. 2011 P. 984–987 ). Однако в таких приборах возникают трудности, связанные со снижением электронного КПД и выходной мощности приборов, которые проявляются с уменьшением поперечных размеров электродинамической системы. Также возникают проблемы с обеспечением больших значений магнитного поля. При этом приходится снижать ток пучка и увеличивать ускоряющее напряжение. Для решения возникающих проблем при конструировании приборов миллиметрового и субмиллиметрового диапазона необходим поиск эффективных электродинамических систем, схем взаимодействия электронного пучка с ВЧ-полями, оптимальных электронно-оптических систем формирования и транспортировки электронных пучков.