Магнитоизолированный виркатор с магнитной пробкой на допредельном электронном пучке: особенности динамики пучка и сверхвысокочастотные характеристики

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Предложен релятивистский магнитоизолированный виркатор с магнитной пробкой на допредельном электронном пучке. Проведено его компьютерное моделирование. Исследована фазовая динамика электронного пучка в виркаторе. Показано, что в пучке возникает ряд виртуальных катодов после отражения пучка от магнитной пробки. Вычислены выходные сверхвысокочастотные характеристики: средняя мощность и спектральный состав генерации, содержащий набор узких спектральных линий и их гармоник. Исследовано влияние величины пробочного отношения на величину средней мощности генерации и на частоты спектральных линий. Найдено, что мощность растет с ростом пробочного отношения. Частоты некоторых спектральных линий увеличиваются с ростом пробочного отношения, в то время как частоты других линий не зависят от этого отношения.

Об авторах

А. Е. Дубинов

Российский федеральный ядерный центр –
Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики; Саровский физико-технический институт

Email: dubinov-ae@yandex.ru
Российская Федерация, 607188, Нижегородской обл., Саров, просп. Мира, 37; Российская Федерация, 607189, Нижегородской обл., Саров, ул. Духова, 6

Г. Н. Колесов

Саровский физико-технический институт

Email: kolesov.german@yandex.ru
Российская Федерация, 607189, Нижегородской обл., Саров, ул. Духова, 6

В. Д. Селемир

Российский федеральный ядерный центр –
Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

Email: kolesov.german@yandex.ru
Российская Федерация, 607188, Нижегородской обл., Саров, просп. Мира, 37

В. П. Тараканов

Объединенный институт высоких температур РАН; Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Автор, ответственный за переписку.
Email: kolesov.german@yandex.ru
Российская Федерация, 125412, Москва, ул. Ижорская, 13; Российская Федерация, 115409, Москва, Каширское шоссе, 31

Список литературы

  1. Platt R., Anderson B., Christofferson J. et al. // Appl. Phys. Lett. 1989. V. 54. № 13. P. 1215. https://doi.org/10.1063/1.100719
  2. Huttlin G.A., Bushell M.S., Conrad D.B. et al. // IEEE Trans. 1990. V. PS-18. № 3. P. 618. https://doi.org/10.1109/27.55935
  3. Sze H., Price D., Harteneck B. // J. Appl. Phys. 1990. V. 67. № 5. P. 2278. https://doi.org/10.1063/1.345521
  4. Селемир В.Д., Дубинов А.Е., Степанов Н.В. и др. // Антенны. 2001. № 3. С. 6.
  5. Диденко А.Н., Арзин А.П., Жерлицын А.Г. и др. // Релятивистская высокочастотная электроника: Сб. науч. тр. Горький: ИПФ АН СССР. 1984. № 4. С. 104. https://ipfran.ru/api/elibrary/11573/4.pdf
  6. Диденко А.Н., Григорьев В.П., Жерлицын А.Г. // Плазменная электроника: Сб. науч. тр. Киев: Наукова думка, 1989. С. 112.
  7. Hoeberling R.F., Fazio M.V. // IEEE Trans. 1992. V. EC-34. № 3. P. 252. https://doi.org/10.1109/15.155837
  8. Рухадзе А.А., Столбецов С.Д., Тараканов В.П. // РЭ. 1992. Т. 37. № 3. С. 385.
  9. Дубинов А.Е., Селемир В.Д. // РЭ. 2002. Т. 47. № 6. С. 645.
  10. Selemir V.D., Dubinov A.E., Voronin V.V., Zhdanov V.S. // IEEE Trans. 2020. V. PS-48. № 6. P. 1860. https://doi.org/10.1109/TPS.2020.2974868
  11. Богданкевич Л.С., Рухадзе А.А. // Успехи физ. наук. 1971. Т. 103. № 4. С. 609. https://doi.org/10.1070/PU1971v014n02ABEH004456
  12. Дубинов А.Е., Тараканов В.П. // ЖТФ. 2020. Т. 90. № 6. С. 1043. https://doi.org/10.1134/S1063784220060080
  13. Дубинов А.Е., Тараканов В.П. // Физика плазмы. 2020. Т. 46. № 5. С. 476. https://doi.org/10.1134/S1063780X20040029
  14. Дyбинoв A.E. // PЭ. 2000. T. 45. № 7. C. 875.
  15. Fuks M.I., Schamiloglu E. // Phys. Rev. Lett. 2019. V. 122. № 22. Article No. 224801. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.224801
  16. Leopold J.G., Krasik Ya.E., Bliokh Y.P., Schamiloglu E. // Phys. Plasmas. 2020. V. 27. № 10. Article No. 103102. https://doi.org/10.1063/5.0022115
  17. Nikolov N.A., Kostov K.G., Spasovsky I.P., Spasov V.A. // Electron. Lett. 1988. V. 24. № 23. P. 1445. https://doi.org/10.1049/el:19880987
  18. Tarakanov V.P. User’s Manual for Code KARAT. Springfield: Berkley Res. Associates, 1992.
  19. Ginzburg N.S., Rozental R.M., Sergeev A.S. et al. // Phys. Rev. Lett. 2017. V. 119. № 3. Article No. 034801. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.034801
  20. Тараканов В.П., Шустин Е.Г. // Физика плазмы. 2007. Т. 33. № 2. С. 151. https://doi.org/10.1134/S1063780X07020067
  21. Korovin S.D., Mesyats G.A., Pegel I.V. et al. // IEEE Trans. 2000. V. PS-28. № 3. P. 485. https://doi.org/10.1109/27.887654
  22. Дубинов А.Е., Селемир В.Д., Тараканов В.П. // Физика плазмы. 2020. Т. 46. № 11. С. 1026. https://doi.org/10.1134/S1063780X20110021
  23. Dubinov A.E., Tarakanov V.P. // Laser Particle Beams. 2017. V. 35. № 2. P. 362. https://doi.org/10.1017/S0263034617000283
  24. Dubinov A.E., Selemir V.D., Tarakanov V.P. // IEEE Trans. 2021. V. PS-49. № 6. P. 1834. https://doi.org/10.1109/TPS.2021.3080987
  25. Dubinov A.E., Saikov S.K., Tarakanov V.P. // IEEE Trans. 2020. V. PS-48. № 1. P. 141. https://doi.org/10.1109/TPS.2019.2956833
  26. Дубинов А.Е., Тараканов В.П. // РЭ. 2022. Т. 67. № 6. С. 596 https://doi.org/10.31857/S0033849422050059
  27. Ignatov A.M., Tarakanov V.P. // Phys. Plasmas. 1994. V. 1. № 3. P. 741. https://doi.org/10.1063/1.870819
  28. Дубинов А.Е. // Письма ЖТФ. 1997. Т. 23. № 22. С. 29. https://doi.org/10.1134/1.1261915
  29. Беломытцев С.Я., Гришков А.А., Кицанов С.А. и др. // Письма ЖТФ. 2005. Т. 31. № 22. С. 74. https://doi.org/10.1134/1.2136972
  30. Барабанов В.Н., Дубинов А.Е., Лойко М.В. и др. // Физика плазмы. 2012. Т. 38. № 2. С. 189. https://doi.org/10.1134/S1063780X12010023
  31. Егоров Е.Н., Короновский А.А., Куркин С.А., Храмов А.Е. // Физика плазмы. 2013. Т. 39. № 11. С. 1033. https://doi.org/10.1134/S1063780X13110044
  32. Dubinov A.E., Petrik A.G., Kurkin S.A. et al. // Phys. Plasmas. 2016. V. 23. № 4. Article No. 042105. https://doi.org/10.1063/1.4945644
  33. Dubinov A.E., Saikov S.K., Tarakanov V.P. // Phys. Wave Phenom. 2017. V. 25. № 3. P. 238. https://doi.org/10.3103/S1541308X17030128
  34. Leopold J.G., Krasik Ya.E., Bliokh Y.P., Schamiloglu E. // Phys. Plasmas. 2020. V. 27. № 10. P. 103102-1. https://doi.org/10.1063/5.0022115
  35. Hwang C.S., Wu M.W., Song P.S., Hou W.S. // J. Appl. Phys. 1991. V. 69. № 3. P. 1247. https://doi.org/10.1063/1.347310
  36. Verma R., Shukla R., Sharma S.K. et al. // IEEE Trans. 2014. V. ED-61. № 1. P. 141. https://doi.org/10.1109/TED.2013.2288310

Дополнительные файлы


© А.Е. Дубинов, Г.Н. Колесов, В.Д. Селемир, В.П. Тараканов, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».