Desenvolvimento de monotrons de alta potencia.

• Processo: 02/06950-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2003
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2005
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Pesquisador responsável: Joaquim José Barroso de Castro
• Beneficiário: Joaquim José Barroso de Castro
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 04/13633-2 - Desenvolvimento de monotrons de alta potência, BP.TT
• Assunto(s): Micro-ondas Guias de onda
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Canhoes De Eletrons | Cavidades Ressonantes | Guias De Onda | Microondas | Microondas De Alta Potencia | Tubos De Microondas

Resumo

O plano de pesquisa trata da geração de microondas de alta potência na faixa de 5,0 a 10,0 GHz com base no monotron que é o mais simples dos tubos de microondas, não requerendo ao contrário do magnetron e do girotron um campo magnético externamente aplicado. Essencialmente tal dispositivo compreende um ressoador eletromagnético no qual é injetado um feixe retilinear de elétrons com energia predeterminada para que a condutância AC do feixe tome-se negativa na freqüência de interesse. Datando de 1940, os primeiros estudos conceituais sobre o monotron indicavam uma eficiência máxima teórica de 14,5%, definida pela razão entre a potência DC do feixe injetado e a potência AC de saída. Esses estudos, no entanto, mostravam-se incompletos, pois ignoravam a interação do feixe com a onda regressiva no interior da cavidade. Tal fato levou o monotron a ser considerado um dispositivo de pouco valor prático. Os nossos estudos, no entanto, vieram demonstrar que eficiências de 20,0 % são atingidas com feixe de elétrons de energias fracamente relativísticas (~100 keV) em interação com um modo TM circularmente simétrico. Fundamentando-se nesta reavaliação, propõe-se o estudo do monotron explorando-se estruturas eletrodinâmicas de conceito avançado (cavidades esféricas, guias coaxiais, linhas radiais) e também a construção de um protótipo experimental para geração de microondas em 6,6 GHz com 20 kW de potência média para pré-ionização e aquecimento de plasmas em tokamaks esféricos. (AU)