Виркатор (VIRtual CAthode oscillaTOR) — это микроволновый генератор , способный генерировать короткие импульсы настраиваемых, узкополосных микроволн с очень высокими уровнями мощности. Его применение в основном в области радиоэлектронной борьбы, путем создания помех для электронного оборудования, такого как радары или радиооборудование.
Типичный виркатор встроен в вакуумированную резонансную полость или волновод . Электрод, холодный катод , на одном конце инжектирует интенсивный электронный пучок , например, от генератора Маркса или генератора компрессии потока , опционально с подходящей сетью формирования импульсов , например, линией передачи Блюмлейна . Импульс имеет величину в диапазоне от ста или более киловольт и длительность около 50-150 наносекунд. Электроны притягиваются к тонкому аноду , например, алюминизированной пленке ПЭТ или сетке из нержавеющей стали , которая соединена с заземленным корпусом волновода. Устройство окружено магнитом . Из-за интенсивности электронного пучка многие электроны проходят через анод в область за ним, образуя виртуальный катод . Электронный пучок должен быть настолько интенсивным, чтобы превысить ток ограничения пространственного заряда в этой области, вызывая колебания, которые генерируют микроволны. Частота, эффективность и другие характеристики испускаемого пучка зависят от точной физической конфигурации и рабочих параметров.
Существует коаксиальная конструкция, в которой катод образует внешнее кольцо, окружающее анодный цилиндр, а виртуальный катод формируется вдоль оси цилиндра. Такая конструкция может быть напрямую интегрирована с волноводом .
Частоты обычно находятся в диапазоне 0,5-1,5, 2-6, 3 или 5-18 ГГц. Возможны и другие частоты. Более низкие частоты можно использовать для глушения связи, более высокие частоты можно использовать для их разрушительного воздействия на электронику. [1]
Виркаторы использовались в качестве генераторов электромагнитных импульсов и для генерации рентгеновских лучей [ требуется ссылка ] . Возможны уровни мощности порядка 10 10 - 10 12 Вт.
Конструктивным продолжением виркатора является редитрон, имеющий более высокую эффективность и более узкую полосу пропускания. [2]
Массивный короткий импульс высокого напряжения заставляет катод испускать интенсивный всплеск электронов с помощью механизма полевой электронной эмиссии . Электроны притягиваются к аноду. Большая часть электронов проходит через анод и образует облако позади него, образуя виртуальный катод. Однако электроны все еще притягиваются анодом (и отталкиваются друг от друга), поэтому они меняют направление и летят обратно к аноду, только чтобы снова пройти и быть оттолкнутыми катодом и притянутыми к аноду. Быстро ускоряющиеся и замедляющиеся электроны, колеблясь вперед и назад между реальным и виртуальным катодом через сетчатый анод на микроволновых частотах, затем производят электромагнитное излучение.
{{cite book}}: |last1=имеет общее название ( помощь )