Для цитирования:
Анфиногентов В. Г., Храмов А. Е. Исследование колебаний в электронном потоке с виртуальным катодом в виркаторе и виртоде // Известия вузов. ПНД. 1999. Т. 7, вып. 2. С. 33-55. DOI: 10.18500/0869-6632-1999-7-2-33-55
Исследование колебаний в электронном потоке с виртуальным катодом в виркаторе и виртоде
В работе представлены результаты численного моделирования нелинейной динамики электронного потока с виртуальным катодом в вакуумной трубе дрейфа. Демонстрируется динамическая природа сложных колебаний виртуального катода. Показано, что один из механизмов возникновения хаотической динамики связан с нелинейным взаимодействием между образующимися в потоке электронными структурами — виртуальными катодами. Воздействие на процессы структурообразования путем подключения внешней запаздывающей обратной связи (виртодная схема) позволяет управлять переходами между режимами генерации.
- Физика и техника мощных импульсных систем / Под ред. Е.П. Велихова. M.: Энергатомиздат, 1987.
- Бабыкин M.B. Генерация и фокусировка сильноточных релятивистских электронных пучков / Под ред. Л.И. Рудакова. M.: Энергатомиздат, 1990.
- Mahaffey RA, Sprangle PA, Golden J, Kapetanakos CA. High—power microwaves from а nonisochronous reflecting electron system. Phys. Rev. Lett. 1977;39(13):843-846. DOI: 10.1103/PhysRevLett.39.843.
- Kapetanakos CA, Sprangle PA, Mahaffey RA, Golden J. High—power microwaves from а non—isochronous reflecting electron system (NIRES). US Patent 4150340, 17.04.79. Н 01 T 25/74.
- Диденко А.Н., Красик Я.Е., Перелыгин С.Ф., Фоменко Г.П. Генерация мощного СВЧ-излучения релятивистским электронным пучком в триодной системе // Письма в ЖТФ. 1979. Т. 5, вып. 6. С. 321.
- Sullivan DJ. High—power microwave generator using relativistic electron beam in waveguide drift tube. US Patent 4345220, 17.08.82. Н 03 B 9.01.
- Pyхадзе A.A., Богданкевич Л.C., Росинский C.E., Рухлин В.Г. Физика сильноточных релятивистских электронных пучков. M.: Атомиздат, 1980.
- Богданкевич Л.C., Pyxaose A.A. Плазменная СВЧ электроника // УФН. 1981. Т. 133, Ne 1. С. 3.
- Brandt HE. The turbutron. IEEE Trans. Plasma Sci. 1985;13(6):513-519. DOI: 10.1109/TPS.1985.4316466.
- Woo W, Benford J, Fittinghoff D, Harteneck B, Price D, Smith R, Sze H. Phase locking of high—power microwave oscillators. J. Appl. Phys. 1989;65(2):861-866. DOI: 10.1063/1.343079.
- Sze H, Price D, Woo W, Benford J. Priming and phase locking of high power vircators. In: Book of Abstracts of the 7th Int. Conference on High Power Particle Beams (BEAMS’88). Karlsruhe, 1988. P. 328.
- Hramov AE. Influence of external action оn chaotic dynamics оf virtual cathode oscillations. In: Proc. оf 5th Int. Specialist Workshop оn Nonlinear Dynamics оf Electronic Systems (NDES’97).26-27 June, 1997. Moscow, Russia. P. 443.
- Anfinogentov VG, Hramov AE. Virtual cathode oscillation driven by the external signal. In: Рrос. оf 6th Int. Specialist Workshop оn Nonlinear Dynamics оf Electronic Systems (NDES’98). 16—18 July, 1998. Budapest, Hungary. P. 307.
- Анфиногентов В.Г., Храмов A.E. Неавтономные колебания электронного потока с виртуальным катодом в плоском диодном промежутке // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1997. Т. 5, № 6. С. 61.
- Hendricks KJ, Richard А, Noggle RC. Experimental results of phase locking two virtual cathode oscillator. J. Appl. Phys. 1990;68(2):820-825. DOI: 10.1063/1.346762.
- Sze H, Price Р, Harteneck В. Phase locking оf two strongly coupled vircators. J. Appl. Phys. 1990;67(5):2278-2282. DOI: 10.1063/1.345521.
- Храмов A.E. Колебания системы связанных генераторов на виртуальном катоде виртодного типа // РЭ. 1999. Т. 44, вып. 2. С. 225.
- Афонин A.M., Диденко A.H., Пауткин А.Ф., Рошаль A.C. Нелинейная динамика виртуального катода в триодных системах // РЭ. 1992. T. 37, вып. 10. С. 1889.
- Привезенцев А.П., Саблин Н.И., Филипенко H.M., Фоменко Г.П. Нелинейные колебания виртуального катода в триодной системе // РЭ. 1992. Т. 37, вып. 7. С. 1242.
- Привезенцев А.П., Фоменко Г.П. Сложная динамика потока заряженных частиц с виртуальным катодом // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1994. Т. 2, № 5. С. 56.
- Селемир В.Д., Алехин Б.B., Ватрунин В.К., Дубинов A.E., Степанов H.B., Шамро O.A., Шибалко К.В. Теоретические и экспериментальные исследования СВЧ-приборов с виртуальным катодом // Физика плазмы. 1994. Т. 20, № 7.8. С. 689.
- Trubetskov DI, Mchedlova ES, Anfinogentov VG, Ponomarenko VI, Ryskin NM. NonIinear waves, chaos аnd patterns in microwave devices. CHAOS. 1996;6(3):358-367. DOI: 10.1063/1.166179.
- Трубецков Д.И., Анфиногентов В.Г., Рыскин Н.М., Титов B.H., Храмов A.E. Сложная динамика электронных приборов СВЧ (нелинейная нестационарная теория с позиций нелинейной динамики) // Радиотехника. 1999. Т. 68, № 4. С. 68.
- Madon А, Klinger Т. A model for the bifurcations to plasma drift—waves. Physica D. 1997;102(3-4):335-342. DOI: 10.1016/S0167-2789(96)00194-7.
- Афанасьева B.B., Трубецков Д.И. Динамический хаос в электронных сверхвысокочастотных приборах. Часть II. Релятивистские электронные приборы /
/ Обзоры по электронной технике. Сер. 1. Электроника СВЧ. Вып. 3(1614). M.: ЦНИИ «Электроника», 1991. - Привезенцев А.П., Фоменко Г.П. Нелинейные когерентные структуры в колебаниях виртуального катода // Лекции по СВЧ-электронике и радиофизике: 9-я зимняя школа семинар, Саратов, 1993. Саратов: Изд-во ГосУНЦ «Колледж», 1993. С. 130.
- Рыскин Н.М., Титов В.Н., Трубецов Д.И. Детали перехода к хаосу в системе электронный пучок — обратная электромагнитная волна // ДАН. 1998. T.358. C.620.
- Рыскин Н.М., Титов В.Н. Нелинейная динамика релятивистской лампы обратной волны // Труды VII Всероссийской школы-семинара «Физика и применение микроволн». Красновидово, Московская область. 24-30 мая 1999. T.1. C.126.
- Анфиногентов B.Г. Взаимодействие когерентных структур и хаотическая динамика в электронном потоке с виртуальным катодом // Письма в ЖТФ. 1995. Т. 21, вып. 8. С. 70.
- Анфиногентов В.Г. Хаотические колебания в электронном потоке с виртуальным катодом // Изв.вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1994, T. 2, № 5. С. 69.
- Кузелев M.B., Рухадзе А.А. Электродинамика плотных электронных пучков в плазме. М.: Наука, 1990.
- Гадецкий Н.Н., Магда И.И., Найстетер C.И., Прокопенко Ю.В., Чумаков В.И. Генератор на сверхкритическом токе РЭП с управляемой обратной связью - виртод // Физика плазмы. 1993. Т. 19, вып. 4. С. 530.
- Anfinogenrov V.G. Chaotic dynamics оf electron beam with virtual cathode in the bounded system. In: Рrос. 11th Int. Conf. оп High—Power Particle Beams (BEAMS’96). Prague, Czech Republic. Prague: 1996. P. 381.
- Анфиногентов B.Г., Храмов A.Е. Сложное поведение электронного потока с виртуальным катодом и генерация хаотических сигналов в виртодных системах // Известия РАН. Сер. Физическая. 1997. Т. 61, № 12. С. 2391.
- Birdsall CK, Langdon АВ. Plasma physics, via computer simulation. N.Y.: McGraw—Hill; 1985. 479 p.
- Рошаль A.C. Моделирование заряженных пучков. М.: Атомиздат, 1979.
- Свешников А.Г, Якунин С.А. Численные модели бесстолкновительной плазмодинамики // Математическое моделирование. 1989. Т. 1, № 4. С. 1.
- Березин Ю.А., Вшивцов В.А. Метод частиц в динамике разреженной плазмы. Новосибирск: Наука, 1980.
- Самарский A.A., Тишкин В.Ф., Фаворский A.П, Шашков М.Ю. O представлении разностных схем в операторной форме // ДАН СССР. 1981. Т. 258, № 5. С. 1092.
- Свешников А.Г., Якунин С.А., Майков А.Р. О численном моделировании физических процессов в плазменном генераторе СВЧ-излучения // ДАН СССР. 1986. Т. 288, № 3. С. 597.
- Майков A.P., Поезд А.Д., Якунин С.А. Применение консервативных разностных схем // ЖВМ и MФ. 1987. Т. 27, № 7. С. 1237.
- Майков А.Р, Свешников А.Г., Якунин С.А. Математическое моделирование плазменного генератора сверхвысокочастотного излучения // ЖВМ и МФ. 1985. Т. 25, № 6. С. 883.
- Hockney RW, Eastwood JW. Computer simulation using particles. NY: McGraw-Hill; 1981. 540 p.
- Анфиногентов В.Г. Нелинейная динамика электронного потока с виртуальным катодом в ограниченном пространстве дрейфа // Изв. вузов. Радиофизика. 1995. Т. 38, № 3/4. С. 268.
- Takens F. Detecting strange attractors in turbulence. In: Rand RA, Young LS, editors. Dynamical Systems and Turbulence. Vol. 898. Berlin: Springler; 1980. P. 366-381. DOI: 10.1007/BFb0091924.
- Granatstein VL, Alexeff I, editors. High Power Microwave Sources. Boston: Artech House, 1987. 564 p.
- Grassberger P, Procaccia I. Characterization of strange attractors. Phys. Rev. Lett. 1983;50(5):346-349. DOI: 10.1103/PhysRevLett.50.346.
- Кипчатов A.A., Красичков Л.В., Андрушкевич A.B. Диагностика сложных колебаний по корреляционной размерности // Докл. междунар. семинара «Нелинейные цепи и системы» (16—18 июня 1992, Москва, Россия). Т. 2. М., 1992. С. 308.
- Берже П., Помо И., Видаль K. Порядок B xaoce. O детерминистическом подходе к турбулентности. М.: Мир, 1991.
- Бабин A.B., Вишик М.И. Аттракторы эволюционных уравнений с частными производными и оценка их параметров // УМН. 1983. Т. 38, вып. 4. С. 133.
- Lumley JL. The structure оf ingomogeneous turbulent flows. In: Yaglom AM, Tatarsky VI. Atmospheric Turbulence and Radio Wave Propagation: Proc. of the Int. Colloquim. Moscow: Nauka; 1967. P. 166.
- Ватанабе С. Разложение Карунена — Лоэва и факторный анализ. Теория и приложения // Автоматический анализ сложных изображений / Под ред. Э.М. Бравермана. M.: Мир, 1969. С. 310.
- Анфиногентов В.Г., Храмов А.Е. Нелинейные явления в потоке со сверхкритическим током в неоднородном ионном фоне // Известия РАН. Cep. Физическая. 1998. Т. 62, № 12. С. 2428.
- Уилкинсон Д. Алгебраическая проблема собственных значений. M.: Наука, 1970.
- Aubry N, Holmes Р, Lumley J, Stone Е. Application оf dynamical system theory to coherent structures in thе wall region. Physica D. 1989;37:1-10.
- Anfinogentov VG. Nonlinear dynamics аnd chaotic behaviour оf electron beam with virtual cathode in the Pierce diode. In: Proc. Зrd Int. Specialist Workshop оn Nonlinear Dynamics in Electronic Systems (NDES’95), 28-29 July, 1995, Dublin, Ireland. Dublin: 1995. Р. 79.
- Anfinogentov VG. Chaotic dynamics and structure formation in the plasma diode with virtual cathode. In: Proc. 24th European Physical Society Conference оn Controlied Fusion and Plasma Physics. Vol. 3. 9—13 June 1997. Berchtesgaden, Germany. Berchiesgaden; 1997. P. 1293,
- Анфиногентов B.Г., Храмов A.E. Влияние распределенной обратной связи на хаотические колебания виртуального катода // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1998, Т. 6, № 1. С. 93.
- Поезд А.Д., Якунин С.А. Программный комплекс для численных расчетов самосогласованных нелинейных нестационарных задач сильноточной СВЧ электроники // Численные методы, алгоритмы и программы. M., 1988, С. 102.
- Поезд А.Д., Якунин C.A. Численное моделирование СВЧ генератора на сверхпредельных релятивистских электронных пучках // Численные методы, алгоритмы и программы. М., 1988. С. 117.
- Анфиногентов В.Г., Храмов А.Е. K вопросу о механизме возникновения хаотической динамики в вакуумном СВЧ генераторе на виртуальном катоде // Изв.
вузов. Радиофизика. 1998. Т. XLI, № 9. С. 1137. - Combes JM, Grossman A, Tchamitchian P, editors. Wavelets. Berlin: Springer; 1989. 331 p. DOI: 10.1007/978-3-642-75988-8.
- Chui CK, editor. Wavelet analysis and its applications. An Introduction to Wavelets. San Diego: Academic Press; 1992. 264 p.
- Astafeva NM. Wavelet analysis: spectral analysis of local perturbations. Izvestiya VUZ. Applied Nonlinear Dynamics. 1996;4(2):3. (in Russian).
- Lewalle J. Tutorial оn Continuous Wavelet Analysis оf Experimental Data. [Electronic resource]. Available from: http://www.amara.com/current/wavelet.html.
- Morlet J. Sampling theory and wave propagation. In: Chen CH, editor. Issues in Acoustic Signal-Image Processing and Recognition. Berlin: Springer; 1983. P. 233-261.
- Daubechies I. Ten Lectures on Wavelets., Philadelphia: SIAM Press; 1992. 376 p. DOI: 10.1137/1.9781611970104.
- Ватрунин B.E., Дубинов A.E., Селемир В.Д. Самоподобие и ветвление вейвлет-образов СВЧ-сигналов, генерируемых виркатором // Письма в ЖТФ. T.22, вып.24, C.92.
- Dose V, Venus G, Zohm H. Wavelet analysis of fusion plasma transient. Phys. Plasmas. 1997;4(2):323-328. DOI: 10.1063/1.872546.
- Graps A. An Introduction to Wavelets. IEEE Comp. Sci. Engineering. 1995;2(2):50-61. DOI: 10.1109/99.388960.
- Chui CK. An Introduction to Wavelets. San Diego: Academic Press; 1992.
- Torrence C, Соmро GP. A practical guide to wavelet analysis. Bulletin оf the American Meteorological Society. 1998;79(1):61-78. DOI: 10.1175/1520-0477(1998)079<0061:APGTWA>2.0.CO;2.
- Железовский Б.E., Кальянов Э.В. Многочастотные режимы работы в приборах СВЧ. M.: Связь, 1978.
- Кудрявцева Л.А., Куликов М.Н. Управление частотной характеристикой нерезонансных СВЧ автогенераторов с помощью регулируемой внешней обратной связью //Матер. междунар. научно-технической конф. «Актуальные проблемы электронного приборостроения» ( АПЭП'98), 7-9 сентября 1998, Саратов, Россия. Саратов: Изд-во СГТУ, 1998. Т. 1. С. 80.
- Селемир В.Д., Дубинов A.E., Степанов Н.В. Дингмика термализации электронного потока в камере дрейфа виркатора. Препринт ВНИИЭФ. Арзамас-16, 1994.
- Matsumoto H, Yokoyama H, Summers D. Computer simulation of the chaotic dynamics of the Pierce beam—plasma system. Phys. Plasmas. 1996;3(1):177-191.
- 435 просмотров