Wirkator (ang.: vircator, VIRtual CAthode oscillaTOR) – rodzaj lampy elektronowej, umożliwiającej wygenerowanie bardzo krótkiego impulsu mikrofal o olbrzymiej energii. Jest podstawowym elementem konstrukcyjnym e-bomb generujących impuls elektromagnetyczny.
Budowa i zasada działania
Uproszczony schemat wirkatora
Wirkator został wynaleziony w latach 50. XX wieku na Tomskim Uniwersytecie Technicznym (ZSRR). Jest on mikrofalową lampą elektronową pracującą w układzie triody lub klistronu. Może być wykorzystywany do konstruowania broni opartej na impulsie elektromagnetycznym i nadajników urządzeń transmisji danych w paśmie mikrofalowym.
Podstawowym elementem wirkatora jest znajdujący się w polu magnetycznym rezonator mikrofalowy, do którego pod wpływem impulsu wysokiego napięcia wstrzykiwany jest strumień elektronów o bardzo wysokiej energii. Źródłem wysokiego napięcia może być generator Marxa (w wirkatorach o pracy cyklicznej), magnes poruszający się z dużą prędkością w sąsiedztwie cewki o wielu zwojach lub cewka ściskana gwałtownie w polu magnetycznym (w konstrukcjach broni do jednorazowego użytku do wprawienia w ruch magnesu czy ściskania cewki jest używany ładunek wybuchowy).
Wyjściem wirkatora jest falowód. Szczytowe poziomy mocy osiągają 10 GW, a długość fali mieści się w zakresie mikrofal, od 0,5 GHz do około 30 GHz, choć istnieje możliwość uzyskania użytecznego widma w zakresie promieniowania rentgenowskiego. Fale te mają dużą zdolność niszczenia układów elektronicznych[1].
E-bomba
W 2009 roku przeprowadzono w Huntsville (Alabama, USA) testy bomby wytwarzającej impuls elektromagnetyczny opartej na wirkatorze. Bomba ta była w stanie niszczyć urządzenia elektroniczne, nie szkodząc budynkom ani organizmom żywym. Rozmiary pozwalają na wykorzystanie jej w pociskach[1].
Patenty
Patent USA 4,345,220 High power microwave generator using relativistic electron beam in waveguide drift tube, Donald J. Sullivan, 1982.
Parent USA 4,730,170 Virtual cathode microwave generator having annular anode slit Thomas J.T. Kwan, 1988.
Donald J. Sullivan, High Power Microwave Generation From a Virtual Cathode Oscillator (Vircator), IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. NS-30, No. 4, 3426–3428 (Aug. 1983).
