Journal of Communications Technology and ElectronicsJournal of Communications Technology and ElectronicsРадиотехника и электроника0033-84943034-5901The Russian Academy of Sciences65045810.31857/S0033849423100182YZMCNJЭЛЕКТРОНИКА СВЧUnknownDevelopment and research of a slow-wave system for a miniature W-band multibeam traveling wave lampРазработка и исследование замедляющей системы для миниатюрной многолучевой лампы бегущей волны W-диапазонаTorgashovR. A.ТоргашовР. А.torgashovra@gmail.comNozhkinD. A.НожкинД. А.torgashovra@gmail.comStarodubovA. V.СтародубовА. В.torgashovra@gmail.comRyskinN. M.РыскинН. М.torgashovra@gmail.comKotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics Russian Academy of Sciences, Saratov BranchСаратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАНSaratov National Research State University named by N.G.ChernyshevskiyСаратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского01102023681099299731012025Copyright ©; 2023, Р.А. Торгашов, Д.А. Ножкин, А.В. Стародубов, Н.М. РыскинCopyright ©; 2023, Р.А. Торгашов, Д.А. Ножкин, А.В. Стародубов, Н.М. Рыскин2023Р.А. Торгашов, Д.А. Ножкин, А.В. Стародубов, Н.М. РыскинР.А. Торгашов, Д.А. Ножкин, А.В. Стародубов, Н.М. Рыскинhttps://innoscience.ru/0033-8494/article/view/650458

The results of the development of a meander-type slow-wave system (SS) with metal supports for a miniature high-power W-band traveling wave lamp (TWT) with two ribbon electron beams are presented. Using a three-dimensional finite element software package, the electrodynamic parameters of the GS were studied. A two-section model of a TWT amplifier with a discontinuity has been developed to prevent self-excitation. Three-dimensional modeling of electron-wave interaction was carried out. It was found that with a total beam current of 200 mA in linear mode, the gain exceeds 30 dB in the frequency band 95.4...97.75 GHz, and the output power in saturation mode reaches 120 W. A technology for manufacturing SS based on laser microprocessing of thin copper plates is proposed. Test samples of the SS were manufactured and verified using optical and scanning microscopy.

Приведены результаты разработки замедляющей системы (ЗС) типа меандр с металлическими опорами для миниатюрной мощной лампы бегущей волны (ЛБВ) W-диапазона с двумя ленточными электронными пучками. С использованием трехмерного конечно-элементного программного пакета исследованы электродинамические параметры ЗС. Разработана двухсекционная модель ЛБВ-усилителя с разрывом для предотвращения самовозбуждения. Проведено трехмерное моделирование электронно-волнового взаимодействия. Получено, что при общем токе пучка 200 мА в линейном режиме коэффициент усиления превышает 30 дБ в полосе частот 95.4…97.75 ГГц, а выходная мощность в режиме насыщения достигает 120 Вт. Предложена технология изготовления ЗС на основе лазерной микрообработки тонких медных пластин. Изготовлены тестовые образцы ЗС и проведена их верификация с использованием оптической и сканирующей микроскопии.

meander-type slow-wave systemW-band traveling wave lamp,electron-wave interactionPaoloni C., Gamzina D., Letizia R. et al. // J. Electromag. Waves Appl. 2021. V. 35. № 5. P. 567. https://doi.org/10.1080/09205071.2020.1848643Shao W., Xu D., Wang Zh. et al. // Phys. Plasmas. 2019. V. 26. № 6. P. 063106. https://doi.org/10.1063/1.5096331Lu Z., Ding K., Wen R. et al. // IEEE Electron Dev. Lett. 2020. V. 41. № 2. P. 284. https://doi.org/10.1109/LED.2019.2963686Dong Y., Chen Z., Li X. et al. // J. Electromag. Waves Appl. 2020. V. 34. № 16. P. 2236. https://doi.org/10.1080/09205071.2020.1807413Wang H., Wang Zh., Li X. et al. // Phys. Plasmas. 2018. V. 25. № 6. P. 063113. https://doi.org/10.1063/1.5023776Torgashov R.A., Rozhnev A.G., Ryskin N.M. // IEEE Trans. 2022. V. ED-69. № 3. P. 1396. https://doi.org/10.1109/TED.2022.3141337Ryskin N.M., Torgashov R.A., Starodubov A.V. et al. // J. Vac. Sci. Technol. B. 2021. V. 39. № 1. P. 013204. https://doi.org/10.1116/6.0000716Стародубов А.В., Ножкин Д.А., Расулов И.И. и др. // РЭ. 2022. Т. 67. № 10. С. 935. https://doi.org/10.31857/S0033849422100126Starodubov A.V., Serdobintsev A.A., Galkin A.G. et al. // Intern. Conf. on Actual Problems of Electron Devices Engineering (APEDE). Saratov, 24–25 Sept. 2020. N.Y.: IEEE, 2020. P. 256. https://doi.org/10.1109/APEDE48864.2020.9255610