Исследование генерации на третьей гармонике в сильноточном релятивистском гиротроне Ка-диапазона

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведены теоретические и экспериментальные исследования генерации излучения в режиме умножения частоты на третьей гармонике в сильноточном гиротроне Ка-диапазона. В рамках трехмерного моделирования методом крупных частиц показано, что коэффициент нелинейной трансформации в W-диапазоне может достигать значений 0.5%. Представлены экспериментальные данные по регистрации излучения в данном диапазоне.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Э. Б. Абубакиров

ФГБНУ “Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики имени А. В. Гапонова-Грехова Российской академии наук”

Email: leontiev@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород

А. Н. Денисенко

ФГБНУ “Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики имени А. В. Гапонова-Грехова Российской академии наук”

Email: leontiev@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород

А. Н. Леонтьев

ФГБНУ “Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики имени А. В. Гапонова-Грехова Российской академии наук”; ФГАОУ ВО “Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского”

Автор, ответственный за переписку.
Email: leontiev@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород; Нижний Новгород

К. В. Минеев

ФГБНУ “Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики имени А. В. Гапонова-Грехова Российской академии наук”; ФГАОУ ВО “Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского”

Email: leontiev@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород; Нижний Новгород

Р. М. Розенталь

ФГБНУ “Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики имени А. В. Гапонова-Грехова Российской академии наук”; ФГАОУ ВО “Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского”

Email: leontiev@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород; Нижний Новгород

Список литературы

  1. Palitsin A.V., Rodin Yu.V., Goykhman M.B. et al. // IEEE Electron Device Lett. 2022. V. 44. No. 2. P. 317.
  2. Wang J., Wang G., Wang D. et al. // Sci. Reports. 2018. V. 8. No. 1. Art. No. 6978.
  3. Данилов Ю.Ю., Леонтьев А.Н., Малкин А.М. и др. // ДАН. Физ.-техн. науки. 2022. Т. 504. С. 3.
  4. Данилов Ю.Ю., Денисенко А.Н., Леонтьев А.Н. и др. // Изв. вузов. Радиофизика. Т. 65. № 5–6. С. 448.
  5. Rozental R.M., Danilov Yu.Yu., Leontyev A.N. et al. // IEEE Trans. Electron Dev. 2022. V. 69. No. 3. P. 1451.
  6. Завольский Н.А., Запевалов В.Е., Моисеев М.А. // Изв. вузов. Радиофизика. Т. 44. № 4. С. 345.
  7. Thumm M. // J. Infrared Millim. Terahertz Waves. 2020. V. 41. No. 1. P. 1.
  8. Thumm M., Denisov G.G., Sakamoto K., Tran M.Q. // Nucl. Fusion. 2019. V. 59. No. 7. Art. No. 073001.
  9. Zaitsev N.I., Ginzburg N.S., Ilyakov E.V. et al. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2002. V. 30. No. 3. P. 840.
  10. Зайцев Н.И., Завольский Н.А., Запевалов В.Е. и др. // Изв. вузов. Радиофизика. 2003. Т. 46. № 10. С. 914.
  11. Abubakirov E.B., Chirkov A.V., Denisov G.G. et al. // IEEE Trans. Electron Dev. 2017. V. 64. No. 4. P. 1865.
  12. Запевалов В.Е., Лыгин В.К., Малыгин О.В. и др. // Изв. вузов. Радиофизика. 2007. Т. 50. № 6. С. 461.
  13. Абубакиров Э.Б., Денисенко А.Н., Конюшков А.П. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2018. Т. 82. № 1. С. 56; Abubakirov E.B., Denisenko A.N., Konyushkov A.P. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2018. V. 82. No. 1. P. 48.
  14. Glyavin M. Yu., Luchinin A.G., Golubiatnikov G. Yu. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. No. 1. Art. No. 015101.
  15. Bratman V.L., Kalynov Yu.K., Manuilov V.N. // Phys. Rev. Lett. 2009. V. 102. No. 24. Art. No. 245101.
  16. Bratman V.L., Fedotov A.E., Kalynov Yu.K. et al. // IEEE Trans. Plasma Sci. 1999. V. 27. No. 2. P. 456.
  17. Glyavin M., Zotova I., Rozental R. et al. // J. Infrared Millim. THz Waves. 2020. V. 41. P. 1245.
  18. Golubiatnikov G.Yu., Koshelev M.A., Tsvetkov A.I. et al. // IEEE Trans. THZ Sci. Tech. 2020. V. 10. No. 5. P. 502.
  19. Братман В.Л., Гинзбург Н.С., Нусинович Г.С. и др. // В кн.: Релятивистская высокочастотная электроника. Горький: ИПФ АН СССР, 1979. С. 157.
  20. Леонтьев А.Н., Розенталь Р.М., Гинзбург Н.С. и др. // Письма в ЖТФ. 2022. Т. 48. № 24. C. 11.
  21. Леонтьев А.Н., Розенталь Р.М., Гинзбург Н.С. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 1. С. 57; Leontyev A.N., Rozental P.M., Ginzburg N.S. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 1. P. 46.
  22. Denisov G.G., Zotova I.V., Malkin A.M. et al. // Phys. Rev. E. 2022. V. 106. No. 2. Art. No. L023203.
  23. Denisov G., Zotova I., Zheleznov I. et al. // Appl. Science. 2022. V. 12. Art. No. 11370.
  24. Danilov Yu.Yu., Leontyev A.N., Leontyev N.V. et al. // IEEE Trans. Electron Dev. 2021. V. 68. No. 4. P. 2130.
  25. Данилов Ю.Ю., Денисенко А.Н., Леонтьев А.Н. и др. // Изв. вузов. Радиофизика. 2022. Т. 65. № 5–6. С. 448.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Геометрия пространства взаимодействия в трехмерном моделировании методом крупных частиц, мгновенное положение макрочастиц и их распределение по энергиям (а). Расчетная зависимость мощности на основной гармонике (мода ТЕ–4,2) и на третьей гармонике гирочастоты (мода TM–12,4) от величины магнитного поля (б).

Скачать (225KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Внешний вид экспериментального макета релятивистского сильноточного гиротрона.

Скачать (55KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схема измерения параметров излучения гиротрона в Ка- и W-диапазонах. 1 – выходное окно гиротрона, 2 – волноводы, 3 – калориметр; 4, 5 – направленные ответвители; 6, 7, 8, 9 – аттенюаторы; 10, 12 – микроволновые детекторы; 11, 13 – смесители; 14, 15 – гетеродины; 16 – осциллограф.

Скачать (52KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Экспериментально измеренные формы импульсов на основной (а) и третьей (в) гармониках гирочастоты и соответствующие спектры (б) и (г).

Скачать (377KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024