Плазменные релятивистские СВЧ-усилители шума

Диссертационная работа демонстрирует результаты экспериментального исследования плазменных мазеров – автогенератора с инверсной конфигурацией и двух усилителей шума: первого  с длинным импульсом релятивистского электронного пучка и подавлением обратной связи СВЧ-поглотителями и второго  с коротким импульсом и полным отсутствием обратной связи. Цели диссертационной работы 1. Экспериментальное доказательство возможности генерации СВЧ-излучения с перестройкой частот в широкой полосе плазменным мазером с инверсной конфигурацией, т.е. с плазмой внутри электронного пучка. 2. Измерения погонного коэффициента усиления плазменной волны электронным пучком и мощности усиливаемых начальных шумов. 3. Экспериментальная демонстрация усиления шума при плазменно-пучковом взаимодействии с подавлением обратной связи СВЧ-поглотителями и смены режима работы плазменного мазера между усилителем шума и автогенератором. 4. Экспериментальная демонстрация усиления шума при плазменно-пучковом взаимодействии с подавлением обратной связи за счет малой длительности импульса РЭП. В ходе выполнения диссертационной работы впервые получены следующие научные результаты: - доказана в эксперименте способность плазменного релятивистского СВЧ-генератора с плазмой внутри электронного пучка к электронной перестройке частоты излучения от 3 до 9 ГГц; - продемонстрирован переход режима работы плазменного мазера от усиления шума к генерации автоколебаний; - измерены пространственные коэффициенты усиления плазменной волны электронным пучком: 0,1–0,2 см-1 и мощность усиливаемых в плазменной волне начальных шумов мегаваттного уровня; - достигнут электронный КПД излучения плазменного мазера 26% по энергии импульса тока и пиковой мощностью, доходящей до мощности электронного потока; - создан плазменный мазер с диапазоном частот излучения от 3 до 25 ГГц и средней мощностью импульса ~100 МВт. Результаты диссертационной работы могут быть непосредственно использованы для создания источников СВЧ-импульсов суб- и гигаваттного уровня мощности с длительностью до нескольких наносекунд и частотой, перестраиваемой в полосе 2…3 октавы до десятков ГГц и электронным КПД по энергии импульса 25% и выше.