仮想陰極発振器（VIRtual CAthode OscillaTOR）は、 非常に高い出力レベルで、調整可能な狭帯域マイクロ波の短いパルスを生成できるマイクロ波発生器です。その用途は主に電子戦分野であり、レーダーや無線機器などの電子機器に干渉を与えるために使用されます。
典型的なバーチャルカトールは、真空の 共振空洞または導波管内に組み込まれます。一端の電極（冷陰極）から、マルクス発生器や磁束圧縮発生器などから強力な電子ビームが注入されます。この電子ビームは、オプションでブルームライン伝送線路などの適切なパルス形成ネットワークを伴います。このパルスの振幅は数百キロボルト以上、持続時間は約50～150ナノ秒です。電子は、接地された導波管本体に接続された、アルミニウムめっきのPETフィルムやステンレス鋼メッシュなどの薄い陽極に引き寄せられます。このユニットは磁石で囲まれています。電子ビームの強度により、多くの電子が陽極を通過してその先の領域に入り、仮想陰極を形成します。電子ビームは、その領域の空間電荷制限電流を超えるほど強力でなければならず、マイクロ波を生成する振動を引き起こします。放出されるビームの周波数、効率、その他の特性は、正確な物理的構成と動作パラメータに依存します。
同軸設計では、陰極が陽極円筒を囲む外輪を形成し、仮想陰極が円筒の軸に沿って形成される。このような設計は導波管に直接組み込むことができる。
周波数は通常、0.5～1.5GHz、2～6GHz、3GHz、または5～18GHzの範囲です。その他の周波数も利用可能です。低い周波数は通信妨害に利用でき、高い周波数は電子機器への破壊的な効果に利用できます。[1] 10 10 ワットから10 12ワット程度の電力レベルが可能です。
ビルカトールの設計の後継はレディトロンであり、より高い効率と狭い帯域幅を備えています。[2]
関数
高電圧の強力な短パルスは、電界電子放出機構によって陰極から強力な電子バーストを放出します。電子は陽極に引き寄せられます。電子の大部分は陽極を通過し、その背後に電子雲を形成し、仮想陰極を形成します。しかし、電子は依然として陽極に引き寄せられ（互いに反発し合い）、方向を変えて陽極に向かって飛行します。そして再び陽極を通過し、陰極に反発されて陽極に引き寄せられます。急速に加速・減速する電子は、メッシュ陽極を通して実陰極と仮想陰極の間をマイクロ波周波数で往復振動し、電磁放射を生成します。
出典
- ^ 携帯型電子爆弾の試験実施 - IEEE Spectrum
- ^ ダイアン出版。パルス高出力マイクロ波（HPM）管と関連技術。ISBN 9780941375962。
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- 米国特許第4,345,220号、導波管ドリフトチューブ内の相対論的電子ビームを用いた高出力マイクロ波発生器、ドナルド・J・サリバン、1982年
- 米国特許第4,730,170号、「環状陽極スリットを有する仮想陰極マイクロ波発生器」、トーマス・J・T・クワン、1988年
- ドナルド・J・サリバン、「仮想陰極発振器（Vircator）による高出力マイクロ波発生」、IEEE Trans. Nucl. Sci.、vol. NS-30、No. 4、3426-3428（1983年8月）[1]
- Thomas JT Kwan, 「振動仮想陰極による高出力コヒーレントマイクロ波発生」, Phys. Fluids 27 (1), 228-232 (1984年1月)
- Libor DRAŽAN、Roman VRÁNA、「電子戦用途のための Axial Vircator」[2]
