ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)


For citation:

Kurkin S. A., Koronovskii A. A., Hramov A. E. External magnetic field influence on the forming and dynamics of virtual cathode. Izvestiya VUZ. Applied Nonlinear Dynamics, 2008, vol. 16, iss. 4, pp. 182-200. DOI: 10.18500/0869-6632-2008-16-4-182-200

This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0).
Full text:
(downloads: 69)
Language: 
Russian
Article type: 
Article
UDC: 
533.9

External magnetic field influence on the forming and dynamics of virtual cathode

Autors: 
Kurkin Semen Andreevich, Innopolis University
Koronovskii Aleksei Aleksandrovich, Saratov State University
Hramov Aleksandr Evgenevich, Innopolis University
Abstract: 

The results of investigation of virtual cathode mechanisms forming and its dynamics in the context of 2-dimensional model are presented. There were considered entire and tubular electron beams in external axial magnetic field. Two different types of virtual cathode dynamics were discovered. The value of external magnetic field determines a dominant type of dynamics. Therefore the current critical value (when virtual cathode arises in a beam) depends on external magnetic field value.

Key words: 
Reference: 
  1. Granatstein V.L., Alexeff I. High Power Microwave Sources. Artech House Microwave Library. 1987.
  2. Дубинов А.Е., Селемир В.Д. Электронные приборы с виртуальным катодом // Радиотехника и электроника. 2002. Т. 47. С. 575.
  3. Трубецков Д.И., Храмов А.Е. Лекции по сверхвысокочастотной электронике для физиков. В 2 т. Т. 2. М.: Физматлит, 2004.
  4. Афанасьева В.В., Лазерсон А.Г., Чемичев Г.В. Пространственный хаос в системе электронный пучок – периодическое магнитное поле // Лекции по СВЧ электронике и радиофизике. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1992.
  5. Афанасьева В.В., Лазерсон А.Г. Пространственный хаос и подавление параметрической неустойчивости в системе «электронный пучок – периодическое магнитное поле» // Письма в ЖТФ. 1994. Т. 20, вып. 12. С. 19.
  6. Калинин Ю.А., Лазерсон А.Г., Чемичев Г.В. Сложная динамика непараксиальных электронных потоков в периодическом магнитном поле // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1995. Т. 3, No 4. С. 32. 
  7. Nikolov N.A., Kostov K.G., Spassovsky I.P., Spassov V.A. High-power microwave generation from virtual cathode in foilless diode (vircator) // Electronics Letters. 1988. Vol. 24. P. 1445.
  8. Kostov K.G., Nikolov N.A., Spassovsky I.P., Spassov V.A. Experimental study of virtual cathode oscillator in uniform magnetic field // Appl. Phys. Lett. 1992. Vol. 60. P. 2598.
  9. Kostov K.G., Nikolov N.A., Spassov V.A. Excitation of transverse electric modes in axially extracted virtual cathode oscillator // Electronics Letters. 1993. Vol. 29. P. 1069.
  10. Kostov K.G., Nikolov N.A. Microwave generation from an axially extracted virtual cathode oscillator with a guide magnetic field // Phys. Plasmas. 1994. Vol. 1. P. 1034.
  11. Kostov K.G., Yovchev I.G., Nikolov N.A. Numerical investigation of microwave generation in foilless diode vircator // Electron Letters. 1999. Vol. 35. P. 1647.
  12. Егоров Е.Н., Храмов А.Е. Исследование хаотической динамики в электронном пучке с виртуальным катодом во внешнем магнитном поле // Физика плазмы. 2006. Т. 32. С. 742.
  13. Калинин Ю.А., Короновский А.А., Храмов А.Е., Егоров Е.Н., Филатов Р.А. Экспериментальное и теоретическое исследование хаотических колебательных явлений в нерелятивистском электронном потоке с виртуальным катодом // Физика плазмы. 2005. Т. 31. С. 1009.
  14. Hramov A.E., Koronovskii A.A., Morozov M., Mushtakov A.V. Effect of external magnetic field on critical current for the onset of virtual cathode oscillations in relativistic electron beams // Phys. Lett. A. 2008. Vol. 372. P. 876.
  15. Кузелев М.В., Рухадзе А.А. Электродинамика плотных электронных пучков в плазме. М.: Наука, 1990.
  16. Рошаль А.С. Моделирование заряженных пучков. М.: Атомиздат, 1979.
  17. Birdsall C.K., Langdon A.B. Plasma physics, via computer simulation. NY: McGraw -Hill, 1985.
  18. Алямовский И.В. Электронные пучки и электронные пушки. М.: Сов. радио, 1966.
  19. Tsimring S.E. Electron beams and microwave vacuum electronics. John Wiley and Sons. Inc., Hoboken, New Jersey, 2007.
  20. Трубецков Д.И., Храмов А.Е. Лекции по сверхвысокочастотной электронике для физиков. В 2 т. Т. 1. М.: Физматлит, 2003.
  21. Селемир В.Д., Алёхин Б.В., Ватрунин В.Е., Дубинов А.Е., Степанов Н.В., Шамро О.А., Шибалко К.В. Теоретические и экспериментальные исследования СВЧ-приборов с виртуальным катодом // Физика плазмы. 1994. Т. 20. С. 689.
  22. Jiang W., Masugata K., Yatsui K. Mechanism of microwave generation by virtual cathode oscillation // Phys. Plasmas. 1995. Vol. 2. P. 982.
  23. Анфиногентов В.Г., Храмов А.Е. К вопросу о механизме возникновения хаотической динамики в вакуумном СВЧ генераторе на виртуальном катоде // Изв. вузов. Радиофизика. 1998. Т. XLI. С. 1137.
  24. Короновский А.А., Храмов А.Е. Исследование когерентных структур в электронном пучке со сверхкритическим током с помощью вейвлетной бикогерентности // Физика плазмы. 2002. Т. 28. С. 722.
  25. Егоров Е.Н., Калинин Ю.А., Левин Ю.И., Трубецков Д.И., Храмов А.Е. Вакуумные генераторы широкополосных хаотических колебаний на основе нерелятивистских электронных пучков с виртуальным катодом // Изв. РАН, cер. физич. 2005. Т. 69. C. 1724.
  26. Егоров Е.Н., Калинин Ю.А., Короновский А.А., Трубецков Д.И., Храмов А.Е. Процессы образования и нестационарная динамика виртуального катода в нерелятивистском электронном пучке в тормозящем поле (двумерное приближение) // Известия вузов. Радиофизика. 2006.
  27. Егоров Е.Н., Калинин Ю.А., Короновский А.А., Левин Ю.И., Храмов А.Е. Исследование образования структур и хаотической динамики в нерелятивистском электронном пучке с виртуальным катодом в тормозящем поле // Радиотехника и электроника. 2006. Т. 51. C. 1.
  28. Диденко А.Н. Ращиков В.И. Генерация мощных СВЧ колебаний в системах с виртуальным катодом // Физика плазмы. 1992. Т. 18. С. 1182.
  29. Рухадзе А.А., Богданкевич Л.С., Росинский С.Е., Рухлин В.Г. Физика сильноточных релятивистских пучков. М.: Атомиздат, 1980.
  30. Анфиногентов В.Г. Хаотические колебания в электронном потоке с виртуальным катодом // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1994. Т. 2. С. 69.
  31. Анфиногентов В.Г. Взаимодействие когерентных структур и хаотическая динамика в электронном потоке с виртуальным катодом // Письма в ЖТФ. 1995. Т. 21. С. 70.
  32. Морозов М.Ю., Храмов А.Е. Влияние внешнего магнитного поля на величину критического тока электронного пучка, при котором формируется виртуальный катод // Физика плазмы. 2007. Vol. 33. C. 610.
Received: 
04.02.2008
Accepted: 
24.06.2008
Published: 
31.10.2008
Short text (in English):
(downloads: 43)