wikariusz

Wirkator (VIRTual CAthode oscillATOR) to generator mikrofal , który jest w stanie generować krótkie impulsy przestrajalnych, wąskopasmowych mikrofal o bardzo wysokich poziomach mocy . Jego zastosowanie dotyczy głównie walki elektronicznej, poprzez ingerowanie w urządzenia elektroniczne, takie jak radary czy sprzęt radiowy.

Schemat Vircatora

Typowy wirkator jest zbudowany wewnątrz opróżnionej wnęki rezonansowej lub falowodu . Elektroda, zimna katoda , na jednym końcu wstrzykuje intensywną wiązkę elektronów , na przykład z generatora Marxa lub generatora kompresji strumienia , opcjonalnie z odpowiednią siecią tworzącą impulsy , np. Blumlein . Impuls ma wielkość rzędu stu lub więcej kilowoltów i czas trwania około 50-150 nanosekund. Elektrony są przyciągane przez cienką anodę , taką jak aluminiowana Folia PET lub siatka ze stali nierdzewnej , która jest połączona z uziemionym korpusem falowodu. Urządzenie jest otoczone magnesem . Ze względu na intensywność wiązki elektronów wiele elektronów przechodzi przez anodę do obszaru poza nią, tworząc wirtualną katodę . Wiązka elektronów musi być tak intensywna, aby przekroczyć prąd ograniczający ładunek kosmiczny w tym obszarze, powodując oscylacje generujące mikrofale. Częstotliwość, wydajność i inne właściwości emitowanej wiązki zależą od dokładnej konfiguracji fizycznej i parametrów pracy.

Istnieje konstrukcja współosiowa, w której katoda tworzy zewnętrzny pierścień otaczający cylinder anodowy, przy czym wirtualna katoda tworzy się wzdłuż osi cylindra. Taka konstrukcja może być bezpośrednio zintegrowana z falowodem .

Częstotliwości mieszczą się zwykle w zakresie 0,5-1,5, 2-6, 3 lub 5-18 GHz. Możliwe są również inne częstotliwości. Niższe częstotliwości nadają się do zakłócania komunikacji, wyższe częstotliwości można wykorzystać do ich destrukcyjnego wpływu na elektronikę.

Vircators były używane jako generatory impulsów elektromagnetycznych i do generowania promieni rentgenowskich . Możliwe są poziomy mocy rzędu 10 ¹⁰ do 10 ^{12 watów.}

Konstrukcyjnym następcą vircatora jest reditron, który ma wyższą wydajność i węższe pasmo przenoszenia.

Funkcjonować

Masywny, krótki impuls wysokiego napięcia powoduje, że katoda emituje intensywny impuls elektronów przez polową emisję elektronów mechanizm. Elektrony są przyciągane do anody. Duża część elektronów przechodzi przez anodę i tworzy za nią chmurę, tworząc wirtualną katodę. Jednak elektrony nadal są przyciągane przez anodę (i odpychane od siebie), więc zmieniają kierunek i lecą z powrotem w kierunku anody, tylko po to, by przejść ponownie i zostać odepchnięte przez katodę i przyciągnięte w kierunku anody. Szybko przyspieszające i zwalniające elektrony, gdy oscylują tam iz powrotem między rzeczywistą i wirtualną katodą przez siatkową anodę przy częstotliwościach mikrofalowych, wytwarzają następnie promieniowanie elektromagnetyczne.

Źródła

• Patent US 4,345,220 , Generator mikrofal dużej mocy wykorzystujący relatywistyczną wiązkę elektronów w rurze dryfowej falowodu, przyznany Donaldowi J. Sullivanowi, 1982
• Patent US 4,730,170 , „Generator mikrofal z wirtualną katodą z pierścieniową szczeliną anodową”, Thomas JT Kwan, 1988
• Donald J. Sullivan, „Generowanie mikrofal dużej mocy z wirtualnego oscylatora katodowego (Vircator)”, IEEE Trans. jądrowy Nauka, tom. NS-30, nr 4, 3426-3428 (sierpień 1983) [1]
• Thomas JT Kwan, „Wytwarzanie spójnych mikrofal o dużej mocy z oscylujących wirtualnych katod”, Phys. Płyny 27 (1), 228-232 (styczeń 1984)
• Libor DRAŽAN, Roman VRÁNA, „Axial Vircator for Electronic Warfare Applications” [2]