ЗОНЫ УСТОЙЧИВОЙ ОДНОМОДОВОЙ ГЕНЕРАЦИИ ГИРОТРОНЕ СО СВЕРХРАЗМЕРНЫМ РЕЗОНАТОРОМ

Путём численного исследования модели многомодового гиротрона с фиксированной структурой ВЧ-поля, на плоскости параметров «магнитное поле – ток» анализируются зоны устойчивой одномодовой генерации на частоте рабочей моды. Показано, что форма и размеры зон существенно зависят от плотности спектра мод резонатора и числа учитываемых мод-сателлитов (паразитных мод). С увеличением плотности спектра уменьшается площадь зоны, точка наибольшего значения КПД устойчивой одномодовой генерации сдвигается в область малых токов при одновременном уменьшении этого значения. При больших токах устойчивая одномодовая генерация достигается в мягком режиме возбуждения рабочей моды, а в жёстком режиме возникает примесь паразитных мод с мощностями, много меньшими мощности рабочей моды.

Литература

1. Litvak А.G., Denisov G.G., Myasnikov V.E., Tai E.M., Azizov E.A., Ilin V.I. Development in russia of megawatt power gyrotrons // J. Infrared Milli Teraherz Waves. 2011. Vol. 332. P. 337.

2. Аликаев В.В., Денисов Г.Г., Запевалов В.Е., Курбатов В.И., Литвак А.Г., Мясников В.Е., Тай Е.М. Гиротроны для УТС // Вакуумная СВЧ электроника: Сборник обзоров. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2002. С. 71.

3. Методы нелинейной динамики и теории хаоса в задачах электроники сверхвысоких частот. Т.1. Стационарные процессы // Под редакцией А.А. Кураева, Д.И. Трубецкова. М.: Физматлит, 2009.

4. Thumm M. State-of-the-art of high power gyro-devices and free electron masers. Karlsruhe: KIT, 2010.

5. Nusinovich G.S. Mode interaction in gyrotrons // Int. J. Electronics. 1981. Vol. 51, № 4. P. 457.

6. Петелин М.И. Электронная селекция мод в гиротроне // Гиротрон. Сборник научных трудов. Горький: ИПФ АН СССР, 1981. С. 77.

7. Nusinovich G.S. Introduction To The Physics of Gyrotrons // The Johns Hopkins University Press, Baltimore, 2004.

8. Ginzburg N.S., Nusinovich G.S., Zavolsky N.A. Theory of non-stationary processes in gyrotrons with low Q resonators // Int. J. Electronics. 1986. Vol. 61, № 6. P. 881.

9. Завольский Н.А., Нусинович Г.С. Нестационарные процессы в гиротроне с нефиксированной структурой ВЧ поля // Радиотехника и электроника. 1991. Т. 36, № 1. С. 135.

10. Завольский Н.А., Нусинович Г.С., Павельев А.Б. Устойчивость одномодовых колебаний и нестационарные процессы в гиротронах со сверхразмерными низкодобротными резонаторами // Гиротрон. Сборник научных трудов. Горький. ИПФ АН СССР. 1989. С.84.

11. Моисеев М.А., Нусинович Г.С. К теории многомодовой генерации в гиромонотроне // Изв. вузов. Радиофизика.1974. Т. XVII, № 11. С. 1711.

12. Бляхман Л.Г., Нусинович Г.С. Динамика многомодовых электронных мазеров // Радиотехника и электроника. 1982, № 5.

13. Запевалов В.Е., Нусинович Г.С. К теории амплитудно-фазового взаимодействия мод в электронных мазерах // Изв. вузов. Радиофизика. 1989. Т. 32, № 3. С. 347.

14. Власов С.Н., Загрядская Л.И., Петелин М.И. Резонаторы и волноводы с модами шепчущей галереи для мазеров на циклотронном резонансе // Изв. вузов. Радиофизика. 1973. Т. 16, № 11. C. 1743.

15. Dumbrajs O., Glyavin M.Yu., Zapevalov V.E., Zavolsky N.A. Influence of reflections on mode competition in gyrotrons // IEEE Transactions on Plasma Science. 2000. Vol. 28. P. 588.

16. Cai S.Y., Antonsen T.M., Saraph G.Jr., Levush B. // Int. J. Electron. 1992. Vol. 72, № 5–6. P. 759.

17. Нусинович Г.С., Эрм Р.Э. КПД МЦР-монотрона с гауссовым продольным распределением высокочастотного поля // Электронная техника. Серия 1. Электроника СВЧ. 1972, № 8. С. 55.

18. Глявин М.Ю., Нусинович Г.С. Устойчивость одномодовых автоколебаний в гиротроне с синхронным взаимодействием мод // Радиотехника и электроника, 1991.

19. Dumbrajs O., Anderer J., Illy S., Piosczyk B., Thumm M., Zavolsky N.A. Multifrequency operation of a gyrotron // IEEE Transactions on Plasma Science. 1999. Vol. 27, № 2.

20. Carmel Y., Chu K.R., Read M.E., Klim K.J., Arfin B., Dialetis D., Fliflet A. Mode competition, suppression, and efficiency enhancement in overmoded gyrotron oscillators // Int. J. Infrared and MM Waves. 1982. Vol. 3. P. 645.

21. Кураев А.А., Ковалев И.С., Колосов С.В. Численные методы оптимизации в задачах электроники СВЧ. Минск: Наука и техника, 1975.

22. Нусинович Г.С. Способы подачи напряжений на импульсный гиромонотрон, обеспечивающие высокий КПД в режиме одномодовой генерации // Электронная техника. Серия 1. Электроника СВЧ. 1974. № 3. С. 44.

23. Levush B., Antonsen T.M. Mode competition and control in high-power gyrotron oscillators // IEEE Transactions on Plasma Science. 1990. Vol. 18, № 3. P. 260.

24. Grudiev A., Raguin J.-Y., Schunemann K. Numerical study of mode competition in coaxial cavity gyrotrons with corrugated insert // Int. J. of Infrared and Millimeter Waves. 2003. Vol. 24, No. 2. P. 173.

25. Bogomolov Ya.L., Bratman V.L., Ginzburg N.S., Petelin M.I., Yunakovsky A.D. Nonstationary generation in free electron lasers // Optics Communications. 1981. Vol. 36, № 3. P. 209.

26. Ginzburg N.S., Petelin M.I., Sergeev A.S. On the mechanism of self-modulatin onset in free electron lasers // Optics Communications. 1985. Vol. 55, № 4. P. 283.

 

Статус: 
одобрено к публикации
Краткое содержание (PDF):