Brevet FR3000289A1 — publié le 20140627

La présente invention concerne un dispositif générateur d'ondes microondes à cathode virtuelle oscillante (i.e. de type VIRCATOR, pour l'anglais (« VIRtual CAthode oscillaTOR »). Un dispositif générateur d'ondes microondes à cathode virtuelle oscillante comprend traditionnellement une diode constituée d'une cathode et d'une anode, émettant un faisceau d'électrons, ainsi qu'un guide d'ondes cylindrique. L'anode est généralement constituée d'une armature épaisse et d'une feuille mince (fréquemment appelée par la suite « anode mince » par simplification). On entend ici par « mince » que la feuille de l'anode présente une épaisseur de quelques dixièmes de micromètres. La feuille mince est, quant à elle, couplée au guide d'ondes cylindrique. En d'autres termes, l'anode mince sépare la cathode du guide d'ondes, à l'interface entre l'armature épaisse et le guide d'ondes; et, par ailleurs, l'armature épaisse entoure généralement la cathode. Ce type de dispositif est connu pour produire des impulsions microondes de fortes puissances. A cette fin, une différence de potentiel est appliquée aux bornes de la diode créant une émission électronique au niveau de la cathode. Au niveau de la feuille mince de l'anode, les composantes transverses du champ électrique par rapport à un axe longitudinal du guide d'ondes s'annulent, le faisceau 25 d'électrons commence à se pincer sous l'effet de son champ magnétique. Quand le courant pénétrant dans le guide d'ondes cylindrique dépasse le courant limite de charge d'espace, la densité d'électrons devient si forte que le faisceau ne peut plus se propager dans le guide d'ondes. Une accumulation de charge, communément appelée « cathode virtuelle », se forme alors derrière la 30 feuille mince. La cathode virtuelle dévie alors de nombreux électrons jusqu'à en renvoyer certains vers la cathode, à travers la feuille mince. Tout en se rapprochant de l'anode mince, la cathode virtuelle accroît sa densité de charges jusqu'au moment où elle éclate sous l'effet de sa propre charge d'espace et une nouvelle cathode virtuelle se reconstitue un peu plus loin dans le guide d'ondes. C'est ce principe d'oscillation de la cathode virtuelle qui est à l'origine d'une émission d'onde microonde. Un tel dispositif est compact et de conception simple. Son fonctionnement est robuste et ne nécessite pas de recours à un champ magnétique externe. Par contre son rendement en puissance (rapport de la puissance maximale de l'onde émise sur la puissance électrique maximale injectée dans la diode) est très faible, de l'ordre de 1%. Par ailleurs, les fréquences de l'onde émise suivent directement les variations temporelles de la tension appliquée, ce qui conduit à l'obtention d'une onde électromagnétique de qualité spectrale médiocre. Pour contrevenir à au moins une partie de ces inconvénients tout en conservant une géométrie axiale, l'implantation d'un ou plusieurs réflecteurs dans le guide d'ondes cylindrique a été proposée. Ce type de dispositif a fait l'objet de la demande de brevet W02006037918. Les réflecteurs sont des parois fines (c'est-à-dire de quelques dixièmes de micromètres d'épaisseur), transparents aux électrons et aptes à réfléchir l'onde microonde créée par les cathodes virtuelles. En outre, ils présentent généralement une forme cylindrique circulaire. Ce type de dispositif avec réflecteurs permet d'obtenir des performances sensiblement améliorées par rapport aux dispositifs sans réflecteur. Toutefois, il existe un nombre optimal de réflecteurs au-delà duquel le rendement en puissance décroît. La présente invention vise à accroître le rendement des tubes microondes de type VIRCATOR axial avec réflecteurs. A cet effet, est proposé, un dispositif générateur d'ondes microondes à cathode virtuelle oscillante, comportant une cathode, et une anode mince positionnée à une entrée d'un guide d'ondes cylindrique de rayon RG, l'anode mince étant située entre la cathode et le guide d'ondes, caractérisé en ce que le dispositif comprend au moins un premier réflecteur ouvert et un dernier réflecteur ouvert localisés dans le guide d'ondes, et transparents aux électrons et aptes à réfléchir une onde microonde créée par au moins une cathode virtuelle générée dans le guide d'ondes, le premier réflecteur ouvert étant le réflecteur le plus proche de l'anode mince, et le dernier réflecteur ouvert étant le réflecteur le plus proche d'une sortie du guide d'ondes, et le dernier réflecteur ouvert présentant un rayon RRN inférieur à un rayon Rigi du premier réflecteur. Un réflecteur est dit « ouvert » quand il n'obstrue qu'une fraction centrée de section droite du guide d'ondes cylindrique, laissant une ouverture sensiblement annulaire entre une périphérie du réflecteur et une paroi interne du guide d'ondes. Un tel dispositif permet non seulement d'accroître le rendement d'un VIRCATOR axial classique, mais aussi d'accroître le rendement d'un VIRCATOR axial avec réflecteurs. L'introduction de réflecteurs ouverts permet de faciliter l'écoulement de l'onde, émise par les différentes cathodes virtuelles, vers la sortie du guide. Dans des modes de réalisation de l'invention, le premier réflecteur ouvert est avantageusement situé à une distance Dl de l'anode mince, équivalent au double d'une distance dAk séparant la cathode de l'anode mince. De la sorte, la première cathode virtuelle est créée et positionnée approximativement à mi-distance entre l'anode mince et le premier réflecteur. De plus, deux réflecteurs ouverts consécutifs présentent entre eux une distance égale à la distance Dl séparant l'anode mince de la cathode. Selon un mode privilégié de réalisation, le rayon RRi est égal ou supérieur à 0,75 RG- Ceci permet de réfléchir un maximum de la composante radiale du 25 champ électrique de l'onde et de renforcer l'onde émise par la première cathode virtuelle alors située dans une première pseudo-cavité délimitée par l'anode mince, la paroi interne du guide d'ondes, et le premier réflecteur. Selon un exemple de réalisation, un rayon RR2 d'au moins un deuxième réflecteur ouvert, situé entre le premier réflecteur ouvert et le dernier 30 réflecteur ouvert, est inférieur ou égal au rayon RRi du premier réflecteur ouvert et supérieur au rayon RRN du dernier réflecteur ouvert. Selon un autre exemple de réalisation, un rayon RR2 d'au moins un deuxième réflecteur ouvert, situé entre le premier réflecteur ouvert et le dernier réflecteur ouvert, est inférieur au rayon RRi du premier réflecteur ouvert et supérieur ou égal au rayon RRN du dernier réflecteur ouvert. Une réduction du rayon des réflecteurs successifs permet de positionner les électrons au voisinage d'un axe longitudinal z du guide d'ondes les empêchant d'interagir avec l'onde microonde dans les régions où celle-ci présente des amplitudes de champs électromagnétiques maximales. La position moyenne de la cathode virtuelle formée au-delà d'un réflecteur de rang (i+1) est ainsi éloignée de la zone où l'amplitude de l'onde est forte. Selon un mode intéressant de réalisation, le rayon RRN du dernier réflecteur est inférieur à 0,5 RG, voire le rayon RR2 du deuxième réflecteur est inférieur à 0,5 RG- Le rayon RIR; des réflecteurs est progressivement réduit du premier au dernier, sans limite inférieure, ce qui accroit les performances du dispositif. Selon un autre exemple de réalisation, le dispositif comprend, entre le premier et le dernier réflecteur ouvert, une pluralité de réflecteurs ouverts, tels qu'un réflecteur de la pluralité de rang (i+1) présente un rayon RR(i+1) inférieur ou égal au rayon RAI d'un réflecteur de la pluralité de rang (i) directement précédent. Et selon un exemple préférentiel, un réflecteur de la pluralité de rang (i) Présente un rayon RRi supérieur au rayon RRj d'un réflecteur de rang (j>i). Voire, selon un autre exemple particulier, le rayon RR(1+1) du réflecteur de la pluralité de rang (i+1) est inférieur au rayon RAI du réflecteur de la pluralité de rang (ï) directement précédent, et le rayon RR(i+i) du réflecteur de la pluralité de rang (i+1) est supérieur au rayon RRN du dernier réflecteur et le rayon RAI du réflecteur de la pluralité de rang (i) est inférieur au rayon RRi du premier réflecteur. Ainsi, les réflecteurs peuvent être décroissants par paliers, ou bien 30 linéairement ou exponentiellement décroissants du premier au dernier par exemple. Alors qu'un dispositif avec réflecteurs selon l'art antérieur présente un nombre optimal de réflecteurs au-delà duquel le rendement en puissance décroît, dans un dispositif tel que décrit précédemment, le rendement augmente avec le nombre de réflecteurs de rayon décroissant positionnés dans le guide d'ondes. Par ailleurs, il est intéressant qu'au moins un réflecteur ouvert, non seulement transparent aux électrons et apte à réfléchir une onde microonde, soit en outre réalisé en mylar aluminisé, voire que tous les réflecteurs soient réalisés en mylar aluminisé. LISTE DES FIGURES L'invention selon un exemple de réalisation sera bien comprise et ses avantages apparaitront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, donnée à titre indicatif et nullement limitatif, et en référence aux dessins annexés présentés ci-après. La figure 1 représente un Vircator axial classique selon l'art antérieur, selon une vue longitudinale ; La figure 2 représente un Vircator axial avec réflecteurs selon l'art antérieur, selon une vue longitudinale ; La figure 3 représente une vue de face d'un réflecteur fermé et d'un réflecteur ouvert ; La figure 4 représente un exemple de Vircator axial avec cinq réflecteurs ouverts de rayon constant, selon une vue longitudinale, servant de dispositif témoin pour analyse de résultats de simulations ; La figure 5 représente un Vircator axial avec cinq réflecteurs ouverts selon un mode de réalisation de l'invention, selon une vue longitudinale ; La figure 6 présente un premier tableau récapitulant les dispositifs témoins à N réflecteurs ouverts de rayon constant, i.e. ayant tous le même rayon, utilisés pour comparer des résultats de simulations ; La figure 7 présente un deuxième tableau récapitulant les dispositifs à N réflecteurs ouverts de rayon décroissant, selon des exemples de réalisation de l'invention, avec lesquels ont été réalisés des simulations ; La figure 8 illustre une évolution d'un rendement en puissance (3M en fonction du nombre de réflecteurs dans le dispositif, dans le cas d'un dispositif sans réflecteur (N=0) selon l'état de l'art connu, d'un dispositif témoin avec N réflecteurs ouverts de rayon constant (ici égal à 60 mm tels que présentés figure 6), et dans le cas d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention (i.e. avec au moins trois réflecteurs ouverts de rayon non constant, tels que présentés figures 7) ; et La figure 9 illustre une évolution de la fréquence d'émission de l'onde microonde en fonction du nombre de réflecteurs dans le dispositif, dans le cas d'un dispositif sans réflecteur (N=0) selon l'état de l'art connu, d'un dispositif témoin avec N réflecteurs ouverts de rayon constant (ici égal à 60 mm tels que présentés figure 6), et dans le cas d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention (i.e. avec au moins trois réflecteurs ouverts de rayon non constant, tels que présentés figure 7). Les éléments identiques représentés sur les figures 1 à 9 sont identifiés par des références numériques identiques. ETAT DE L'ART ET INCONVENIENT Un dispositif générateur d'ondes microondes à cathode virtuelle 20 oscillante de l'art antérieur communément appelé Vircator (« VIRtual CAthode oscillaTOR ») est représenté à la figure 1. Le Vircator comprend une diode 2, 3, 4 constituée d'une cathode 2 et d'une anode 3, 4, émettant un faisceau d'électrons 1, ainsi que d'un guide d'ondes cylindrique 5. L'anode 3, 4 est constituée d'une armature épaisse 3 et 25 d'une feuille mince 4 (fréquemment appelée par la suite « anode mince 4» par simplification). On entend ici par « mince » que la feuille de l'anode présente une épaisseur de quelques dixièmes de micromètres. La feuille mince 4 est, quant à elle, couplée au guide d'ondes cylindrique 5. En d'autres termes, l'anode mince 4 sépare la cathode 2 du guide d'ondes 5 en étant située à une 30 entrée du guide d'ondes 5, à une interface entre l'armature épaisse 3 et le guide d'ondes 5 ; et l'armature épaisse 3 entoure la cathode 2. Ce type de dispositif est connu pour produire des impulsions microondes de fortes puissances. A cette fin, une différence de potentiel est appliquée aux bornes de la diode 2, 3, 4 créant une émission électronique au niveau de la cathode 2. Quand la densité de courant électronique émise dépasse la densité de courant limite de Child-Langmuir, le faisceau d'électrons 1 éclate sous l'effet de sa propre charge d'espace. Au niveau de la feuille mince 4 de l'anode, les composantes transverses du champ électrique par rapport à un axe z s'annulent, le faisceau d'électrons 1 commence à se pincer sous l'effet de son champ magnétique. Quand le courant pénétrant dans le guide d'ondes cylindrique 5 dépasse le courant limite de charge d'espace, la densité d'électrons devient si forte que le faisceau ne peut plus se propager dans le guide d'ondes 5. Une accumulation de charge 6, communément appelée « cathode virtuelle 6 », se forme alors derrière la feuille mince 4. La cathode virtuelle 6 dévie alors de nombreux électrons jusqu'à en renvoyer certains vers la cathode 2, à travers la feuille mince 4. Tout en se rapprochant de l'anode mince 4, la cathode virtuelle 6 accroît sa densité de charges jusqu'au moment où elle éclate sous l'effet de sa propre charge d'espace et une nouvelle cathode virtuelle se reconstitue un peu plus loin dans le guide d'ondes 5. C'est ce principe d'oscillation de la cathode virtuelle qui est à l'origine d'une émission d'une onde microonde 7. La cathode virtuelle 6 se déplace autour d'une position moyenne qui se situe à une distance de l'anode mince 4 approximativement égale à celle qui sépare l'anode mince 4 de la cathode émettrice 2 (cette dernière étant désignée par dAk). Les électrons qui sont renvoyés par la cathode virtuelle 6 vers la cathode 2 en passant à travers l'anode mince 4 sont modulés à la fréquence de l'onde microonde et interagissent avec le faisceau d'électrons 1 créé dans l'espace entre la cathode 2 et l'anode mince 4 en le modulant légèrement. Ces électrons rétrodiffusés sont freinés entre l'anode mince 4 et la cathode 2. Ils sont aussi déviés principalement vers l'armature de l'anode 3. Les électrons qui franchissent la cathode virtuelle 6 reprennent de l'énergie à l'onde microonde qui se propage dans le guide, diminuant ainsi son intensité. Le dimensionnement d'un Vircator axial selon l'état de l'art connu est le suivant : La fréquence f de l'onde émise (exprimée en GHz) est fonction de la distance dAk (exprimée en cm) qui sépare la cathode 2 de l'anode mince 4 et du facteur relativiste y des électrons au niveau de l'anode mince 4 en relation avec la différence de potentiel appliquée à la diode 2, 3, 4. Cette fréquence peut être estimée par la formule suivante : 0177 Io,.9 f"'i.) dAK v=1 + eV/ Avec irnc, ou e est la charge d'un électron, V la différence de potentiel appliquée entre les électrodes de la diode 2, 3, 4, m la masse de d'un électron et c la vitesse de la lumière. L'onde ayant une symétrie axiale de révolution évolue dans des modes dits « transverses magnétiques », désigné par « TMon », la composante axiale de son champ magnétique étant nulle. Pour qu'elle se propage à l'intérieur du guide cylindrique 5 dans le seul mode TMoi, il faut que le rayon FiG du guide d'ondes 5 soit supérieur à la longueur d'onde de coupure du mode suivant TM02. L'équation ci-dessous rend compte de ces conditions de propagation : 2irc 2nc koif R G où kon représente la racine de l'équation de la fonction de Bessel 25 J0(k0) = 0, avec koi = 2,4048 et k02 = 5,5201. La longueur du guide d'ondes 5 doit être, de préférence, égale à plusieurs fois la longueur d'onde À de l'onde électromagnétique 7 (À c/f). Un meilleur fonctionnement du couplage de la cathode virtuelle 6 avec l'onde électromagnétique 7 est obtenu lorsque la densité maximale de la 30 cathode virtuelle 6 à sa position moyenne est située dans le voisinage du maximum de la composante radiale du champ électrique de l'onde électromagnétique. Considérant que l'onde électromagnétique se propage dans le seul mode TMoi et considérant aussi l'éclatement du faisceau à l'émission, le rayon Rc de la cathode 2 doit alors, de préférence, vérifier la relation suivante : RG Rc Ce type de dispositif avec réflecteurs permet d'obtenir des performances sensiblement améliorées par rapport aux dispositifs de l'art antérieur sans réflecteur. Un dispositif à un seul réflecteur fermé affiche une amélioration de rendement de l'ordre de 4%. L'adjonction d'un deuxième réflecteur, ouvert, conduit à une amélioration de l'ordre de 6%. Toutefois, pour un tel dispositif comprenant des réflecteurs, il existe un nombre optimal de réflecteurs au-delà duquel le rendement en puissance décroît. Un dispositif générateur d'ondes microondes à cathode virtuelle oscillante selon un exemple de réalisation de l'art antérieur est par exemple représenté sur la figure 2. Dans cet exemple, deux réflecteurs 8, 9, transparents aux électrons et aptes à réfléchir l'onde microonde créée par les cathodes virtuelles (non représentées sur la figure 2 par souci de simplification), sont positionnés dans le guide d'ondes 5, cylindrique. Les réflecteurs sont minces, c'est-à-dire de quelques dixièmes de micromètres, et présentent une forme cylindrique circulaire. Le premier réflecteur 8 est fermé et positionné à l'intérieur du guide d'ondes 5 à une distance Dl de l'anode mince 4. Cette distance Dl est égale à sensiblement deux fois la distance dAk qui sépare l'anode mince 4 de la cathode 2, de telle sorte que la cathode virtuelle soit créée et positionnée approximativement à mi-distance entre l'anode mince 4 et le réflecteur 8. Un deuxième réflecteur 9, ouvert, est positionné dans le guide d'ondes au-delà du premier réflecteur fermé 8, de telle sorte que la distance Dl 25 séparant les deux réflecteurs 8 et 9 est égale à sensiblement deux fois la distance dAk qui sépare l'anode mince 4 de la cathode 2. EXPOSE GENERAL DE L'INVENTION Un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention représenté 30 par exemple sur la figure 5 comprend un ensemble de N_?.2 réflecteurs ouverts 9 localisés dans un guide d'ondes 5, réalisés dans un matériau transparent aux électrons et apte à réfléchir une onde microonde créée par des cathodes virtuelles, comme par exemple du mylar aluminisé. Tous les réflecteurs 9 sont « ouverts » afin de faciliter la propagation de l'onde émise par les différentes cathodes virtuelles vers la sortie du guide 5 d'ondes 5. Le rayon interne RRi du premier réflecteur ouvert 9, localisé après l'anode mince 4 dans le guide d'ondes 5, est préférentiellement égal ou supérieur à 0,75 RG. Il réfléchit ainsi un maximum de la composante radiale du champ électrique de l'onde et renforce l'onde microonde émise par la première 10 cathode virtuelle. Le rayon interne RRi des (N-1) réflecteurs ouverts 9 suivants est progressivement réduit, sans limite inférieure selon les modalités suivantes : - Le rayon RRN du dernier réflecteur 9 (c'est-à-dire de rang i=N) est inférieur au rayon RRi du premier réflecteur 9 (c'est-à- 15 dire de rang i=1) ; - Le rayon RR(i+1) du réflecteur 9 de rang (i+1) est inférieur ou égal au rayon RIR; du réflecteur 9 de rang (i), c'est-à-dire du réflecteur directement précédent. Par exemple, le dispositif comprend, entre le premier et le dernier 20 réflecteur ouvert 9, une pluralité de réflecteurs ouverts 9, tels qu'un réflecteur de la pluralité de rang (i+1) présente un rayon RR(I+1) inférieur ou égal au rayon RRi d'un réflecteur de la pluralité de rang (i) directement précédent. Selon certaines modes de réalisation, un réflecteur de la pluralité de rang (i) présente un rayon RRi supérieur au rayon RRj d'un réflecteur de la pluralité de rang (j>i). Selon un 25 exemple particulier, le rayon RR(i+1) du réflecteur de la pluralité de rang (i+1) est inférieur au rayon RR; du réflecteur de la pluralité de rang (i) directement précédent, et le rayon RR(i+1) du réflecteur de la pluralité de rang (i+1) est supérieur au rayon RRN du dernier réflecteur 9 et le rayon RRi du réflecteur de la pluralité de rang (i) est inférieur au rayon RRi du premier réflecteur 9, c'est-à- 30 dire que l'ensemble des N réflecteurs présente alors un rayon strictement décroissant du premier au dernier, par exemple selon une fonction affine ou exponentielle. 3 0002 89 13 Là où les électrons, en franchissant la cathode virtuelle, reprennent de l'énergie à l'onde microonde qui se propage dans le guide d'ondes 5, le rayon RR(i+1) du réflecteur de rang (i+1) est réduit par rapport au rayon RRi du réflecteur de rang (i), afin de localiser les électrons au voisinage de l'axe z du guide d'ondes 5 les empêchant d'interagir avec l'onde microonde 7 dans les emplacements où celle-ci présente des amplitudes de champs électromagnétiques maximales. La position moyenne de la cathode virtuelle formée au-delà du réflecteur de rang (i+1) est ainsi éloignée de la zone où l'amplitude de l'onde est forte. Les performances d'un tel dispositif sont accrues par rapport à celles d'un Vircator axial classique de l'art antérieur connu (i.e. sans réflecteur), et d'un Vircator axial avec réflecteurs de l'art antérieur connu. EXEMPLES DETAILLES DE MODES DE REALISATION Le comportement d'un Vircator axial comprenant N réflecteurs ouverts 9 selon un mode de réalisation de l'invention, tel que représenté par exemple figure 5 pour N=5, a été simulé. Les configurations simulées comprennent 1 à 5 réflecteurs selon le cas, c'est-à-dire N = 1, ... 5, et sont résumées dans le tableau de la figure 7. Pour mettre en évidence les propriétés revendiquées, les performances du dispositif simulé selon un mode de réalisation de l'invention sont comparées à celles d'un Vircator axial classique selon l'état de l'art connu (tel que représenté par exemple figure 1, sans réflecteur, i.e. pour N=0), et à celles d'un dispositif témoins comprenant N réflecteurs, tous ouverts et de rayon constant, selon les configurations résumées dans le tableau de la figure 6, et par exemple représenté schématiquement figure 4 pour N=5. Selon l'exemple de réalisation de la présente invention simulé, le dispositif est dimensionné de telle sorte que le rayonnement électromagnétique microonde est généré à une fréquence voisine de 3 GHz (gigahertz) pour une tension appliquée à la diode de 500 kV (kilovolts). Le dimensionnement est ainsi le suivant : dAk =23 mm, - Fic= 45 mm, - Et le guide d'ondes cylindrique 5 est de de rayon RG = 76 mm. Dans le présent exemple, le guide d'ondes cylindrique 5 présente en outre une longueur de 500 mm. Le dispositif selon des modes de réalisation de l'invention comprend N réflecteurs 9 ouverts (N valant entre 1 et 5 selon le cas simulé), situés dans le guide d'ondes cylindrique 5. Tous les réflecteurs ouverts 9 sont mis au même potentiel que l'anode 3, 4 et que le guide d'ondes cylindrique 5. Comme expliqué précédemment, le premier réflecteur ouvert 9 est positionné de façon à ce que la première cathode virtuelle soit sensiblement au centre de la pseudo-cavité cylindrique 11 formée par l'anode mince 4, ce premier réflecteur ouvert 9 et le guide d'ondes 5. La distance longitudinale D1 qui sépare le premier réflecteur ouvert 9 de l'anode mince 4 est de l'ordre du double de la distance dAk qui sépare l'anode mince 4 de la cathode 2. De même le réflecteur ouvert 9 de rang (41) est positionné de façon à ce que la (i+1)ème cathode virtuelle se forme au centre de la pseudo-cavité formée par le réflecteur 9 ouvert de rang (i), le réflecteur ouvert 9 de rang (i+1) et la paroi interne du guide d'ondes 5. La distance longitudinale qui sépare deux réflecteurs successifs (0) et (i+1)) est sensiblement égale à la distance Dl. Comme le précise la figure 7, dans les dispositifs simulés, les distances D1 valent par exemple 60 mm (la figure 7 indiquant les distances de chaque réflecteur par rapport à l'anode mince 4), le rayon interne RRi du premier réflecteur est supérieur à 0,75 RG, et vaut ici 60 mm, et les réflecteurs ouverts 9 de rang (i > 1) ont un rayon RRI inférieur ou égal au rayon RR1 du premier réflecteur (celui de rang i=1), le dernier réflecteur ayant un rayon RRN inférieur au rayon RRi du premier réflecteur. En l'occurrence, le rayon RR2 du deuxième réflecteur 9 est égal à celui du premier réflecteur (soit 60 mm), c'est-à-dire RR2 = RRi = 60 mm, le rayon du troisième réflecteur est réduit (par rapport aux deux précédents) à 50 mm, le rayon du quatrième réflecteur est maintenu à 50 mm, et le rayon du cinquième réflecteur est réduit à 40 mm. Pour comparaison des résultats, les dispositifs témoins à N réflecteurs ouverts et de rayon constant sont détaillés dans le tableau de la figure 6, qui précise le nombre, le positionnement par rapport à l'anode mince 4, et le rayon des réflecteurs présents dans les différentes réalisations 5 considérées. Les réflecteurs 9 des dispositifs témoins sont tous ouverts. Leur positionnement est identique à celui du dispositif selon l'invention. Le rayon de chaque réflecteur est quant à lui maintenu constant, à 60 mm, i.e tous les réflecteurs ouverts 9 des dispositifs témoins présentent des rayons identiques. Suite à des simulations, comme le montre la figure 8, par rapport à 10 un Vircator axial classique sans réflecteur (N=0) selon l'état de l'art connu (tel que représenté figure 1), le dispositif à 5 réflecteurs selon un mode de réalisation de l'invention (N=5, par exemple représenté figure 5) permet de générer un rayonnement microonde de forte puissance (à une fréquence voisine de 3 GHz) avec un rendement en puissance près de 21 fois plus élevé, 15 soit un rendement de 21 % environ. Et par rapport à un dispositif témoin avec N réflecteurs 9 ouverts et de rayon constant (par exemple représenté figure 4 avec N=5 réflecteurs), le dispositif selon un mode de réalisation de l'invention permet, en réduisant la taille des réflecteurs, d'améliorer le rendement en puissance pour un nombre de 20 réflecteurs supérieur ou égal à 3 (Nk3), en conservant la fréquence d'émission (ce dernier point étant illustré figure 9). En effet, la figure 8 montre que le rendement optimal d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention avec cinq réflecteurs (N=5) est d'environ 1,6 fois plus élevé que le rendement optimal des dispositifs témoins, c'est-à-dire qu'un Vircator axial comprenant 25 N=3 réflecteurs ouverts de rayon constant. Bien sûr, la présente invention ne se limite pas à la description précédente, mais s'étend à toute variante dans le cadre des revendications ci-après. * * * 30