KR100873492B1 - 마이크로파 발진이 빠르게 안정화되는 자기 절연된 선형발진기 - Google Patents

마이크로파 발진이 빠르게 안정화되는 자기 절연된 선형발진기 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 마이크로파 발진이 빠르게 안정화되는 자기 절연된 선형 발진기가 개시된다.
본 발명은, 자기 절연된 선형 발진기(MILO: magnetically insulated line oscillator)에 있어서, 캐소드(cathode)와 애노드(anode)가 소정의 간격을 두고 소스 입력단으로부터 마이크로파 출력단까지 관을 형성하고, 상기 애노드(anode) 위에 형성된 적어도 9개 이상의 캐비티(cavity)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 절연된 선형 발진기.
이와 같은 본 발명에 의하면, 자기 절연된 선형 발진기에 있어서 발진 초기에 서로 경쟁하여 마이크로파 출력을 저하시키는 전자기 모드들의 위상속도차를 줄여 작동모드의 변화시 위상속도 변화에 따른 전자빔 속도의 급격한 변화를 방지하여 초기부터 안정적인 발진을 통해 마이크로 펄스 에너지 손실을 막을 수 있게 된다.
선형발진기, MILO, 마이크로파, 캐비티, 전자기모드, 모드경쟁.

Description

마이크로파 발진이 빠르게 안정화되는 자기 절연된 선형 발진기{A magnetically insulated line oscillator with rapidly stabilized microwave oscillation}
본 발명은 마이크로파 발진이 빠르게 안정화되는 자기 절연된 선형 발진기(MILO:magnetically insulated line oscillator)에 관한 것으로, 보다 자세하게는 발진 초기에 서로 경쟁하여 마이크로파 출력을 저하시키는 전자기 모드들의 위상속도차를 줄이면 작동모드의 변화시 위상속도 변화에 따른 전자빔 속도의 급격한 변화를 방지하여 초기부터 안정적인 발진을 통해 마이크로 펄스 에너지 손실을 막는 자기 절연된 선형 발진기에 대한 것이다.
모든 발진기는 발진 주파수를 결정하는 동조 혹은 공진회로를 구비하고 있는데, 500MHz 이하의 주파수대에 있어서는 대부분 동조회로로서 코일과 용량체를 사용하고 500MHz 이상의 높은 주파수에서는 공진 캐비티(Cavity)를 사용한다.
자기 절연된 선형 발진기(MILO: magnetically insulated line oscillator)는 고출력 마이크로파를 생성하는데 사용이 되는데, 자기 절연된 선형 발진기는 자기 적으로 절연된 전송선로 내 가속된 전자빔의 에너지를 이용하여 고출력 마이크로파를 생성한다.
캐소드(cathode)에 음의 고전압을 가해주면 표면에서 전자의 전계방출이 일어난다. 방출된 전자는 캐소드(cathode)와 애노드(anode) 사이에 가해진 전기장에 의해 애노드(anode) 쪽으로 가속되며 이동하기 시작한다. 하지만 전송선로의 축방향을 따라 생기는 전류 성분으로 인해 전기장과 축방향에 수직인 자기장이 발생하게 되는데, 이 자기장이 충분히 커지면 캐소드(cathode)에서 방출된 전자는 애노드(anode)에 도달하지 못하고 전송선로의 축방향으로 움직이게 된다. 결국 자기장에 의해 전자는 애노드(anode)로 직접 흘러가지 못하므로 전기적으로 절연되었는데, 이를 자기 절연(magnetic insulation)이라고 한다.
자기 절연된 선형 발진기의 애노드(anode) 쪽에는 주기적으로 구성된 캐비티에 의해 축방향의 저속파 모드가 형성될 수 있게끔 설계된다. 전송선로의 캐소드(cathode)와 애노드(anode) 사이 공간을 통해 축방향으로 이동하는 전자빔은 광범위한 노이즈를 발생시키는데, 이 중에서 애노드(anode)의 주기적인 캐비티에 의한 저속파 모드에 맞는 전자기파만이 증폭된다. 증폭된 전자기파는 다시 전자빔에 영향을 주어 전자를 가속시키거나 감속시키게 된다. 만일, 전자기파의 축방향 위상속도가 전자빔의 축방향 이동속도와 거의 비슷하거나 약간 작다면 가속 또는 감속된 전자는 뭉침 전자(electron bunch)를 형성하면서 전자빔은 전체적으로 전자기파에 의해 감속된다. 전자빔의 감속은 전자기파로의 에너지 이동을 의미하고, 결국 뭉침 전자에 의해 강력한 결맞는 전자기파 방사(coherent radiation)를 일으키게 된다.
자기 절연된 선형 발진기는 자체 전류 흐름에 의한 자기장을 이용하므로 외부 자기장이 필요없어 구조가 간단하고 장치가 아주 가벼워진다. 또한 자기 절연에 의해 캐소드(cathode)와 애노드(anode) 사이의 전기방전을 일으키지 않으므로 아주 높은 전력을 인가할 수 있는 장점이 있다.
이와 같은 자기 절연된 선형 발진기(MILO)에 대하여 몇 가지 형태가 제안되었는데, 도 1은 세 가지의 자기 절연된 선형 발진기(MILO)에 대한 형태를 예시한다.
도 1의 (a)는 평판형태(planar)이고, (b)는 동축형태(coaxial)이며, (c)는 동심원형태(concentric)의 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 형태 일부분을 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이 각 형태의 내부에는 베인(vane)이 위치하며, 일정 공간을 두고 캐소드(cathode)가 위치하고 있다.
도 2는 도 1에 도시된 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 개략적인 동작관계를 도시한다.
도 2 상에 도시된 점들은 전자들을 나타내며, 도 2에 도시된 바와 같이 전자들이 캐소드(cathode)로부터 방출되어 공간을 가로질러 흘러가게 된다.
도 2의 (a)는 캐소드(cathode)가 바닥면에 위치한 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 형태를 도시하고, 도 2의 (b)는 전압이 공급된 직후에 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 좌측 하단의 소스 입력단으로부터 전력이 입력되는 과정을 도시 한다.
도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 애노드(anode)를 굽이쳐서 흐르는 전류에 의해 자기장(magnetic field)이 생성이 되고, 전자기적 발진을 생성하기 위한 저속파 구조(SWS;Slow Wave Structure)와 전자의 흐름 줄기가 서로 상호 작용하여 마이크로파가 발생이 되게 된다.
도 2의 (d)는 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 캐비티(cavity)에서 마이크로파를 생성하는 전자 스포크(electron spoke)가 형성된 실시예를 도시한다.
도 2의 (d)에 도시된 바와 같이 전자의 흐름 줄기는 저속파 구조(SWS)의 캐비티(cavity)와의 상호작용으로 인해 전자 스포크(electron spoke)가 형성되게 된다.
도 3은 종래기술로서, 저속파 구조(SWS)를 가지며 캐소드(cathode)가 중심축을 이루는 원통형태의 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 개략적인 단면도를 나타낸다.
펄스형태의 고전압이 캐소드(cathode)(11)와 저속파 구조(SWS)(13)의 사이 공간에 공급이 되면, 전자들은 캐소드(cathode)(11)로부터 방출되고, 방사형의 전기장에 의해 가속된다. 상기 전기장이 충분히 크다면 자기적으로 절연된 흐름이 발생된다.
방사된 전기장과 자기장이 결합된 효과는, 캐소드(cathode)(11)로부터 방출된 전자를 캐소드(cathode)(11)와 애노드(anode) 사이의 영역에 가두고 저속파 구조의 상호작용 캐비티(interaction cavity)(13')와 상호작용하여 상기 발진기의 출 력단 끝(B)으로 축을 따라 전자의 흐름을 이동시킨다.
이와 같은 종래의 자기 절연된 선형 발진기(MILO)에 있어서, 쵸크 캐비티(choke cavity)(12)가 있다면 저속파 구조(SWS)의 상호작용 캐비티(interaction cavity)(13')의 개수는 3개만 사용하더라도 좋은 마이크로파 출력 효율을 얻을 수 있다고 알려져 왔다. 또한 적은 수의 상호작용 캐비티(interaction cavity)(13')를 사용하는 경우에 축방향 모드 간의 간격이 넓어져 모드 경쟁을 일으킬 가능성이 적다고 예상하여 더 많은 수의 캐비티(cavity)를 사용하지 않았다.
허나 이와 같은 종래기술의 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 경우에 좋은 마이크로파 첨두출력을 보였지만 마이크로파 펄스의 발진 초기 및 중간에 많은 마이크로파 에너지 손실이 발생하였다.
마이크로파 펄스 에너지의 손실에 대하여 최근 여러 연구가 진행되고 있는데, 상기와 같은 마이크로파 에너지 손실은 한때 극도로 높은 전기장과 강력한 전자빔에 의해 애노드(anode)에서 발생하는 플라즈마로 인하여 발생되는 결과로 지적이 되어 이를 위해 많은 개선된 기술들이 개발되었으나 펄스 에너지 손실을 효과적으로 줄이지 못하였다.
최근에는 상기와 같은 마이크로파 펄스 에너지의 손실이 캐비티(cavity)들에 의해 형성되는 저속파 전자기모드 간의 위상차이로 인한 모드 경쟁에 의해 펄스 초기에 많은 마이크로파 펄스의 에너지 손실이 발생한다는 것이 밝혀졌다.
본 발명은, 마이크로파 펄스 에너지의 손실이 저속파 전자기모드 간의 위상차이로 인한 모드 경쟁에 의해 펄스 초기에 많은 마이크로파 펄스의 에너지 손실이 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 모드 경쟁이 발생되지 않는 자기 절연된 선형 발진기(MILO)를 제공하고자 한다.
이상과 같은 과제를 해결하고자 본 발명은, 자기 절연된 선형 발진기(MILO: magnetically insulated line oscillator)에 있어서, 캐소드(cathode)와 애노드(anode)가 소정의 간격을 두고 소스 입력단으로부터 마이크로파 출력단까지 관을 형성하고, 상기 캐소드(cathode) 위에 저속파 구조(SWS: Slow Wave Structure)로 형성된 적어도 7개 이상의 캐비티(cavity)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 절연된 선형 발진기이다.
바람직하게는 상기 저속파 구조로 형성된 캐비티(cavity)는 9개일 수 있다.
여기서 상기 저속파 구조로 형성된 9개의 캐비티는 마이크로파 출력단 부근에 형성되고, 상기 저속파 구조를 형성하는 9개의 캐비티 전단인 상기 소스 입력단 부근에 2개의 캐비티를 더 형성하며, 상기 2개의 캐비티는 상기 저속파 구조에서 생성된 마이크로파가 상기 소스 입력단으로 역류하는 것을 방지하는 RF 초크(choke)가 될 수 있다.
나아가서 상기 RF 쵸크(choke)의 베인(vane)은, 상기 저속파 구조(SWS)의 베인(vane)보다 길게 형성되어, 상기 RF 쵸크(choke)의 캐비티(cavity)의 깊이가 상 기 저속파 구조(SWS)의 캐비티(cavity)의 깊이보다 더 깊게 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 마이크로파 출력단에는 출력되는 마이크로파의 출력을 추출하기 위한 빔 덤프(extractor)가 장착될 수 있으며, 상기 저속파 구조(SWS)의 베인(vane) 중 상기 마이크로파 출력단에 가장 근접하여 형성된 베인(vane)은 상기 빔 덤프와 연동하는 커플링 베인(coupling vane)이 될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 자기 절연된 선형 발진기에 있어서 마이크로파 출력을 저하시키는 전자기 모드들의 위상속도차를 줄여 작동모드의 변화 시 위상속도 변화에 따른 전자빔 속도의 급격한 변화를 방지하여 초기부터 안정적인 발진을 통해 마이크로파 펄스 에너지 손실을 막을 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명에 따른 마이크로파 발진이 빠르게 안정화되는 자기 절연된 선형 발진기에 대하여 바람직한 실시예를 참고하여 자세히 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 자기 절연된 선형 발진기는 캐소드(cathode)와 애노드(anode)가 소정의 간격을 두고 소스 입력단으로부터 마이크로파 출력단까지 빈 공간의 관을 형성하고, 상기 캐소드(cathode) 위에 형성된 적어도 9개 이상의 캐비티(cavity)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 절연된 선형 발진기이며, 여기서 상기 캐비티(cavity)가 11개 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 도 4는 본 발명에 따른 자기 절연된 선형 발진기에 대한 실시예의 절단면을 개략적으로 나타낸다.
도 4에 도시된 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 형태를 살펴보면, 12개의 베인(vane)이 형성되어 있고, 각 베인(vane) 사이에 11개의 캐비티(cavity)가 형성되어 있다. 여기서 고전압 소스 입력단(A') 부근의 3개의 베인(vane)과 그 사이에 위치하는 2개의 캐비티(cavity)는 RF 쵸크(choke)(120)이며, 마이크로파 출력단(B')쪽으로 9개의 베인(vane)과 그 사이에 위치하는 9개의 캐비티(cavity)는 저속파 구조(SWS)(130)로 형성이 되며, 마이크로파 출력단(B')쪽에 가장 근접하여 형성된 1개의 베인(vane)은 커플링 베인(coupling vane)(140)이다.
입력단(A')으로부터 입력된 펄스 전력 소스가 애노드(anode)와 캐소드(cathode) 사이의 공간에 전압을 형성한다. 높은 전압은 캐소드(cathode)(110) 표면으로부터 전자를 방출시킨다.
초기에 마이크로파가 생성되기 이전에, 전자가 상기 애노드(anode)와 캐소드(cathode) 사이의 공간을 가로질러 흐르게 하는 자기장으로 인해 저속파 구조(SWS) (130)영역의 전자들을 캐소드(cathode)(110)에 평행하게 흐르게 한다.
도 5는 자기 절연된 선형 발진기(MILO)에 있어서, 상호작용 캐비티(interaction cavity)의 개수를 각각 4개와 8개로 이용한 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 중심 축(z축) 방향 분산특성을 나타낸다.
여기서 수평축은 z방향 파수에 캐비티(cavity)들의 z방향 주기를 곱한 값으 로, 1이면 각 상호작용 캐비티(interaction cavity) 간의 위상차가 2π 임을 의미한다.
자기 절연된 선형 발진기(MILO)는 각 상호작용 캐비티(interaction cavity) 간의 위상차가 π인 파이 모드를 주 작동모드로 하는데, 실제로는 파이 모드의 왼쪽에서 가장 가까운 모드(이하 근접 모드라고 칭함)에서 작동하기도 한다.
도 5에서 점선의 기울기는 파이 모드의 위상속도를 의미한다. 상호작용 캐비티(interaction cavity)를 8개 이용하면 각 전자기 모드 간의 파수 간격이 4개에 비하여 절반으로 줄어들므로, 각 전자기 모드의 위상속도 간격도 줄어들게 된다.
최근에는 자기 절연된 선형 발진기(MILO)에서는 자기 절연된 전자 빔의 특성으로 인해서 전자빔은 순수한 파이 모드(이하 설계모드라 칭함) 뿐만 아니라 근접모드와도 상호작용 할 수밖에 없다는 것이 밝혀졌다.
전자빔의 속도가 전자기 모드의 위상속도와 거의 비슷할 때 발진이 일어나는데, 설계모드와 근접모드의 위상 속도가 크면 전자빔의 속도는 급격한 변화를 겪게 될 것이다.
도 6은 종래기술에 따른 4개의 상호작용 캐비티(interaction cavity)를 이용한 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 출력과 본 발명에 따른 8개의 상호작용 캐비티(interaction cavity)를 이용한 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 출력을 셀 상의 입자(particle-in-cell) 시뮬레이션(simulation)으로 얻은 결과를 비교한 그래프이다. 여기서 자기 절연된 선형 발진기(MILO) 입력전압의 상승시간은 20ns로 주었다
도 6에 도시된 종래기술에 따른 4개의 상호작용 캐비티(interaction cavity)를 이용한 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 출력 결과는, 발진 초기에 모드 경쟁에 의해 심각한 출력의 손실을 나타내고 있다. 그러나 도 6에 도시된 본 발명에 따른 8개의 상호작용 캐비티(interaction cavity)를 이용한 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 출력 결과는 발진 초기부터 마이크로파 발진을 빠르게 안정화시키고 있는데, 이는 발진 초기에 서로 경쟁하여 마이크로파 출력을 저하시키는 전자기 모드들의 위상속도차를 줄여 작동모드의 변화시에 위상속도 변화에 따른 전자빔 속도의 급격한 변화를 방지하기 때문이다.
도 7은 자기 절연된 선형 발진기(MILO)에 있어서, 상호작용 캐비티(interaction cavity)의 형성된 수에 따른 시험결과를 나타내는 그래프이다.
도 7에 도시된 바와 같이 마이크로파의 최대출력 효율은 상호작용 캐비티(interaction cavity)의 형성된 수와 관계없이 어느 정도 일정한 결과를 나타내고 있다.
그러나 상호작용 캐비티(interaction cavity)의 형성된 수가 6개 이상일 때 상대적으로 더 빠른 전자 스포크(spoke)를 형성하게 되어 초기 에너지 손실을 줄일 수 있게 되므로, 마이크로파의 에너지 효율도 증대되게 된다.
도 7의 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 상호작용 캐비티(interaction cavity) 개수에 따른 마이크로파 첨두 출력에 나타난 것과 같이 급격한 마이크로파 출력의 부침이 발생하게 된다. 하지만 위상 속도 차이를 줄이면 마이크로파가 발진되는 모드에 따른 전자빔의 속도 변화가 적게 되므로 마이크로파 펄스의 초기부터 안정적으로 발진을 일으키는 결과를 나타냈다.
이상과 같이 본 발명에 따른 마이크로파 발진이 빠르게 안정화되는 자기 절연된 선형 발진기에 의하면 발진 초기에 서로 경쟁하여 마이크로파 출력을 저하시키는 전자기 모드들의 위상속도차를 줄여 작동모드의 변화 시 위상속도 변화에 따른 전자빔 속도의 급격한 변화를 방지하므로 초기부터 안정적인 발진을 통해 마이크로파 펄스 에너지의 손실을 최소화 할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 세 가지의 자기 절연된 선형 발진기(MILO)에 대한 형태를 예시한다.
도 2는 도 1에 도시된 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 개략적인 동작관계를 도시한다.
도 3은 종래기술로서, 저속파 구조(SWS)를 가지며 캐소드(cathode)가 중심축을 이루는 원통형태의 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 자기 절연된 선형 발진기에 대한 실시예의 절단면을 개략적으로 나타낸다.
도 5는 자기 절연된 선형 발진기(MILO)에 있어서, 상호작용 캐비티(interaction cavity)의 개수를 각각 4개와 8개로 이용한 자기 절연된 선형 발진기(MILO)의 중심 축(z축) 방향 분산특성을 나타낸다.
도 6은 종래기술에 따른 자기 절연된 선형 발진기와 본 발명에 따른 자기 절연된 선형 발진기 particle-in-cell의 시뮬레이션을 나타낸다.
도 7은 자기 절연된 선형 발진기(MILO)에 있어서, 상호작용 캐비티(interaction cavity)의 형성된 수에 따른 시험결과를 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11 : 캐소드(cathode), 12 : RF 쵸크(choke),
13 : 저속파 구조(SWS), 13' : 상호작용 캐비티(interaction cavity),
14 : 커플링 베인(coupling vane),
120 : RF 쵸크(choke), 130 : 저속파 구조(SWS),
130' : 상호작용 캐비티(interaction cavity),
140 : 커플링 베인(coupling vane).

Claims (6)

  1. 자기 절연된 선형 발진기(MILO: magnetically insulated line oscillator)에 있어서,
    캐소드(cathode)와 애노드(anode)가 소정의 간격을 두고 소스 입력단으로부터 마이크로파 출력단까지 관을 형성하고, 상기 캐소드(cathode) 위에 저속파 구조(SWS: Slow Wave Structure)로 형성된 적어도 7개 이상의 캐비티(cavity)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 절연된 선형 발진기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저속파 구조로 형성된 캐비티(cavity)는 9개인 것을 특징으로 하는 자기 절연된 선형 발진기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 저속파 구조로 형성된 9개의 캐비티는 마이크로파 출력단 부근에 형성되고,
    상기 저속파 구조를 형성하는 9개의 캐비티 전단인 상기 소스 입력단 부근에 2개의 캐비티를 더 형성하며,
    상기 2개의 캐비티는 상기 저속파 구조에서 생성된 마이크로파가 상기 소스 입력단으로 역류하는 것을 방지하는 RF 초크(choke)인 것을 특징으로 하는 자기 절연된 선형 발진기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 RF 쵸크(choke)의 베인(vane)은, 상기 저속파 구조(SWS)의 베인(vane)보다 길게 형성되어, 상기 RF 쵸크(choke)의 캐비티(cavity)의 깊이가 상기 저속파 구조(SWS)의 캐비티(cavity)의 깊이보다 더 깊은 것을 특징으로 하는 자기 절연된 선형 발진기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 마이크로파 출력단에는 출력되는 마이크로파의 출력을 추출하기 위한 빔 덤프(extractor)가 장착된 것을 특징으로 하는 자기 절연된 선형 발진기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 저속파 구조(SWS)의 베인(vane) 중 상기 마이크로파 출력단에 가장 근접하여 형성된 베인(vane)은 상기 빔 덤프와 연동하는 커플링 베인(coupling vane)인 것을 특징으로 하는 자기 절연된 선형 발진기.
KR1020070138366A 2007-12-27 2007-12-27 마이크로파 발진이 빠르게 안정화되는 자기 절연된 선형발진기 KR100873492B1 (ko)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101214450B1 (ko) 2011-09-23 2012-12-21 한국전기연구원 직각 도파관 내 역삼각형 격자회로로 구성된 저속파 회로를 적용한 진공전자소자
CN105551917A (zh) * 2016-02-04 2016-05-04 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种Ku波段相对论返波振荡器
CN105719925A (zh) * 2016-04-22 2016-06-29 中国人民解放军国防科学技术大学 一种高频段磁绝缘线振荡器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5742209A (en) 1996-07-10 1998-04-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Four cavity efficiency enhanced magnetically insulated line oscillator
US6034572A (en) 1996-06-04 2000-03-07 Aea Technology Plc Magnetically insulated line oscillator microwave pulse generator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6034572A (en) 1996-06-04 2000-03-07 Aea Technology Plc Magnetically insulated line oscillator microwave pulse generator
US5742209A (en) 1996-07-10 1998-04-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Four cavity efficiency enhanced magnetically insulated line oscillator

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문:IEEE International Vacuum Electron Sources Conference
논문:서울대학원

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101214450B1 (ko) 2011-09-23 2012-12-21 한국전기연구원 직각 도파관 내 역삼각형 격자회로로 구성된 저속파 회로를 적용한 진공전자소자
CN105551917A (zh) * 2016-02-04 2016-05-04 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种Ku波段相对论返波振荡器
CN105551917B (zh) * 2016-02-04 2017-04-12 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种Ku波段相对论返波振荡器
CN105719925A (zh) * 2016-04-22 2016-06-29 中国人民解放军国防科学技术大学 一种高频段磁绝缘线振荡器
CN105719925B (zh) * 2016-04-22 2017-05-24 中国人民解放军国防科学技术大学 一种高频段磁绝缘线振荡器

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