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


Cite this article as:

Emeljanov V. V. Numerical simulation of nonlinear dynamics in multiple cavity klystron oscillator with delayed feedback by the "partikle-in- cell» method. Izvestiya VUZ. Applied Nonlinear Dynamics, 2012, vol. 20, iss. 2, pp. 72-82. DOI: https://doi.org/10.18500/0869-6632-2012-20-2-72-82

Language: 
Russian

Numerical simulation of nonlinear dynamics in multiple cavity klystron oscillator with delayed feedback by the "partikle-in- cell» method

Autors: 
Emeljanov Valerij Valerevich, Saratov State University
Abstract: 

The 1.5 D code program of numerical simulation of nonlinear nonstationary processes in the klystron-type devices based on the nonstationary L.A. Vainshtein’s theory of cavity excitation and the «particle-in-cell» method for modeling of the electron beam dynamics is developed. The results of numerical simulation of the basic oscillation modes of the fourcavity klystron oscillator with the external delayed feedback are presented. The results are qualitatively the same as were obtained previously for the simpli?ed theoretical models of the oscillator in the form of time-delayed di?erential equations. These results allow also to determine the values of output parameters (power, e?ciency, spectrum bandwidth, etc.) which are practically important.

DOI: 
10.18500/0869-6632-2012-20-2-72-82
References: 

1. Гайдук В.И., Палатов К.И., Петров Д.М. Физические основы электроники сверхвысоких частот. М.: Сов. радио, 1971. 2. Трубецков Д.И., Храмов А.Е. Лекции по СВЧ электронике для физиков. Т. 1. М.: Физматлит, 2003. 3. Вайнштейн Л.А., Солнцев В.А. Лекции по сверхвысокочастотной электронике. М.: Сов. радио, 1973. 4. Шевчик В.Н. Основы электроники сверхвысоких частот. М.: Сов. радио, 1959. 5. Дмитриев Б.С., Жарков Ю.Д., Рыскин Н.М., Шигаев А.М. Теоретическое и экспериментальное исследование хаотических колебаний клистронного автогенератора с запаздыванием // Радиотехника и электроника. 2001. Т. 46, No 5. С. 604. 6. Дмитриев Б.С., Жарков Ю.Д., Кижаева К.К., Клокотов Д.В., Рыскин Н.М., Шигаев А.М. Сложная динамика многорезонаторных клистронных автогенераторов с запаздывающей обратной связью // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2002. Т. 10, No 5. С. 37. 7. Дмитриев Б.С., Жарков Ю.Д., Клокотов Д.В., Рыскин Н.М. Экспериментальное исследование сложной динамики в многорезонаторном клистронном автогенераторе с запаздывающей обратной связью // ЖТФ. 2003. Т. 73, No 7. С. 105. 8. Shigaev A.M., Dmitriev B.S., Zharkov Y.D., N.M. Ryskin. Chaotic dynamics of delayed feedback klystron oscillator and its control by external signal // IEEE Trans. Electron Devices. 2005. Vol. 52, No 5. P. 790. 9. Рыскин Н.М., Шигаев А.М. Сложная динамика двухрезонаторного клистронагенератора с запаздывающей обратной связью // ЖТФ. 2006. Т. 76, No 1. С. 72. 10. Титов В.Н., Волков Д.В., Яковлев А.В., Рыскин Н.М. Отражательный клистрон как пример автоколебательной системы с запаздыванием // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2010. Т. 18, No 6. С. 138. 11. Бэдсел Ч., Ленгдон А. Физика плазмы и численное моделирование / Пер. с англ. М.: Атомиздат, 1989. 12. Хокни Р., Иствуд Дж. Численное моделирование методом частиц / Пер. с англ. М.: Мир, 1987. 13. Ryskin N.M., Titov V.N., Yakovlev A.V. Nonstationary nonlinear discrete model of a coupled-cavity traveling-wave-tube amplifier // IEEE Trans. Electron Devices. 2009. Vol. 56, No 5. P. 928. 14. Рыскин Н.М., Шигаев А.М. Сложная динамика простой модели распределенной автоколебательной системы с запаздыванием // ЖТФ. 2002. Т. 72, No 7. С. 1. 15. Рыскин Н.М. Исследование нелинейной динамики ЛБВ-генератора с запаздывающей обратной связью // Изв. вузов. Радиофизика. 2004. Т. 47, No 2. С. 129. 16. Ryskin N.M., Titov V.N., Han S.T., So J.K., Jang K.H., Kang Y.B., Park G.S. Non-stationary behavior in a delayed feedback traveling wave tube folded waveguide oscillator // Phys. Plasmas. 2004. Vol. 11, No 3. P. 1194. 17. Трубецков Д.И., Четвериков А.П. Автоколебания в распределенной системе электронный поток – обратная (встречная) электромагнитная волна // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1994. Т. 2, No 5. С. 9. 18. Рыскин Н.М., Титов В.Н. Исследование автомодуляционных режимов колебаний в релятивистской лампе обратной волны // Изв. вузов. Радиофизика. 1999. Т. 42, No 6. С. 566. 19. Дмитриева Т.В., Рыскин Н.М., Титов В.Н., Шигаев А.М. Сложная динамика простых моделей распределенных электронно-волновых систем // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1999. Т. 7, No 6. С. 66. 20. Рыскин Н.М., Титов В.Н. О сценарии перехода к хаосу в однопараметрической модели лампы обратной волны // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1998. Т. 6, No 1. С. 75. 21. Calame J.P., Levush B. Impact of nonlinear memory effects on digital communications in a klystron // IEEE Trans. Electron Devices. 2009. Vol. 56, No 5. P. 855.  

Short text (in English):