MATHEMATICAL MODEL AND ITS NUMERICAL REALIZATION FOR THE INVESTIGATION AND OPTIMIZATION OF GENERATORS WITH ELECTRON FEEDBACK


Cite this article as:

Kurkin S. A., Koronovskii A. A., Egorov Е. N., Levin Y. I., Filatov R. А. MATHEMATICAL MODEL AND ITS NUMERICAL REALIZATION FOR THE INVESTIGATION AND OPTIMIZATION OF GENERATORS WITH ELECTRON FEEDBACK. Izvestiya VUZ. Applied Nonlinear Dynamics, 2010, vol. 18, iss. 6, pp. 106-137. DOI: https://doi.org/10.18500/0869-6632-2010-18-6-106-137


It was stated in the paper the mathematical model and its numerical realization for the investigation of wideband chaotic oscillations and of physical processes in the electron beams with virtual cathode at the generators with electron feedback. Also it was briefly described the developed program package for the modeling of non­stationary nonlinear physical processes at the electron generators with virtual cathode and for calculating of output characteristics of devices. It was described the numerical methods and its features used in the program package. Results of some calculations and optimizations of various configurations of the systems with virtual cathode were presented in the paper.

DOI: 
10.18500/0869-6632-2010-18-6-106-137
Literature

1. Дмитриев А.С., Панас А.И. Динамический хаос: новые носители информации для систем связи. М.: Физматлит, 2002.

2. Dronov V., Hendrey M.R., Antonsen T.M., Ott E. Communication with a chaotic traveling wave tube microwave generator // Chaos. 2004. Vol. 14, No1. P. 30.

3. Dmitriev B.S., Hramov A.E., Koronovskii A.A., Starodubov A.V., Trubetskov D.I., Zharkov Y.D. First experimental observation of generalized synchronization phenomena in microwave oscillators // Physical Review Letters. 2009. Vol. 102, No 7. 074101.

4. Короновский А.А., Москаленко О.И., Храмов А.Е. О применении хаотической синхронизации для скрытой передачи информации // Успехи физических наук. 2009. Т. 179, No 12. С. 1281.

5. Narayanan R.M., Dawood M. Doppler estimation using a coherent ultrawide-band random noise radar // IEEE Trans. Antennas and Propagation. 2000. Vol. 48. P. 868.

6. Залогин Н.Н., Кислов В.В. Широкополосные хаотические сигналы в радиотехнических и информационных системах. М.: Радиотехника, 2006.

7. Meadows B.K., Heath T.H., Ne J.D. et al. Nonlinear antenna technology // Proceedings IEEE. 2002. Vol. 90, No 5. P. 882.

8. Шалфеев В.Д., Матросов В.В., Корзинова М.В. Динамический хаос в ансамблях связанных фазовых систем // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1998. Т. 11. С. 44.

9. 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, No 6. С. 321.

10. Трубецков Д.И., Храмов А.Е. Лекции по сверхвысокочастотной электронике для физиков. Т. 2. М.: Физматлит, 2004.

11. Дубинов А.Е., Селемир В.Д. Электронные приборы с виртуальным катодом, Радиотехника и электроника. 2002. Т. 47, No 6. С. 575.

12. Granatstein V.L., Alexeff I. High Power Microwave Sources. Artech House Microwave Library, 1987.

13. Benford J., Swegle J.A., Schamiloglu E. High Power Microwaves. CRC Press, Taylor and Francis, 2007.

14. Шевчик В.Н., Шведов Г.Н., Соболева А.Н. Волновые и колебательные явления в электронных потоках на сверхвысоких частотах. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1962.

15. 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, No 11. С. 1009.

16. 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, No 12. С. 1724.

17. Gursharn S., Shashank C. Secondary virtual-cathode formation in a low-voltage vircator: Pic simulations // IEEE Transactions on Plasma Science. 2008. Vol. 36, No 3. С. 694.

18. Калинин Ю.А., Храмов А.Е. Экспериментальное и теоретическое исследование влияния распределения электронов по скоростям на хаотические колебания в электронном потоке в режиме образования виртуального катода // ЖТФ. 2006. Т. 76, No 5. С. 25.

19. Филатов Р.А., Храмов А.Е., Калинин Ю.А. СВЧ-генератор хаотического широкополосного сигнала на виртуальных катодах. Патент No 59323. Tech. rep. Изобретения. Полезные модели: Официальный бюллетень Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. Москва. ФИПС. 2006. No 34.

20. Калинин Ю.А., Куркин С.А., Трубецков Д.И., Храмов А.Е. СВЧ-генераторы хаотических колебаний на основе электронных пучков с виртуальным катодом // Успехи современной радиоэлектроники. 2008. No 9. С. 53.

Status: 
одобрено к публикации
Short Text (PDF): 
Full Text (PDF): 

BibTeX

@article{Куркин -IzvVUZ_AND-18-6-106,
author = {Semen Andreevich Kurkin and A. A. Koronovskii and Е. N. Egorov and Yu. I. Levin and R. А. Filatov},
title = {MATHEMATICAL MODEL AND ITS NUMERICAL REALIZATION FOR THE INVESTIGATION AND OPTIMIZATION OF GENERATORS WITH ELECTRON FEEDBACK},
year = {2010},
journal = {Izvestiya VUZ. Applied Nonlinear Dynamics},
volume = {18},number = {6},
url = {https://old-andjournal.sgu.ru/en/articles/mathematical-model-and-its-numerical-realization-for-the-investigation-and-optimization-of},
address = {Саратов},
language = {russian},
doi = {10.18500/0869-6632-2010-18-6-106-137},pages = {106--137},issn = {0869-6632},
keywords = {Numerical model,Numerical simulation,particle method,microwave generator,intensive electron beam,virtual cathode,nonlinear dynamics,microwave electronics,vircator,non­uniform magnetic field,ions.},
abstract = {It was stated in the paper the mathematical model and its numerical realization for the investigation of wideband chaotic oscillations and of physical processes in the electron beams with virtual cathode at the generators with electron feedback. Also it was briefly described the developed program package for the modeling of non­stationary nonlinear physical processes at the electron generators with virtual cathode and for calculating of output characteristics of devices. It was described the numerical methods and its features used in the program package. Results of some calculations and optimizations of various configurations of the systems with virtual cathode were presented in the paper. }}