О способе генерации периодической последовательности субгигаваттных ультракоротких импульсов с наносекундным периодом следования в режиме сверхизлучения релятивистской лампы обратной волны

E. M. Totmeninov, V. Yu. Konev, P. V. Vykhodtsev

Аннотация


Предложен и реализован способ генерации периодической последовательности мощных ультракоротких СВЧ-импульсов на основе режима сверхизлучения релятивистской лампы обратной волны в течение одиночного импульса тока сильноточного релятивистского электронного пучка наносекундной длительности. На основе нестационарных численных кодов показано, что данный режим реализуется за счет введения отражений на концах замедляющей системы генератора. Работоспособность способа подтверждена экспериментально для частот генерации 10 и 12 GHz. Получены режимы генерации ультракоротких (длительность около 1 ns) гигаваттных СВЧ-импульсов с периодом следования в единицы наносекунд (частота следования сотни мегагерц). Коэффициенты конверсии таких импульсов, определяемые как отношение пиковой СВЧ-мощности к мощности электронного пучка, достигали значений выше единицы. В эксперименте наблюдалась корреляция между импульсами последовательности и их строгая периодичность.


Ключевые слова


релятивистская лампа обратной волны; сверхизлучение; сильноточный электронный пучок; численное моделирование

Полный текст:

pdf

Литература


Боев С. Ф., Пименов П. Н., Пронин С. А., Шевырев А. В. Влияние параметров сверхкороткоимпульсного электромагнитного излучения на функционирование радиоэлектронных средств. Труды МАИ. 2017;(93):20.

Бадулин Н. Н., Бацула А. П., Губанов В. П., Климов А. И., Коровин С. Д., Мельников А. И. Радиолокатор с наносекундным зондирующим импульсом. Приборы и техника эксперимента. 1998;41(6):111–114.

Гинзбург Н. С., Абубакиров Э. Б., Вилков М. Н., Зотова И. В., Сергеев А. С. Генерация периодической последовательности мощных ультракоротких импульсов в цепочке связанных релятивистских ламп обратной и бегущей волн, работающих в режимах усиления и нелинейного компфнеровского подавления. Журнал технической физики. 2018;88(8):1241–1247. DOI: 10.21883/JTF.2018.08.46316.2581.

Ginzburg N. S., Samsonov S. V., Denisov G. G., Vilkov M. N., Zotova I. V., Bogdashov A. A., et al. Ka-Band 100‑kW Subnanosecond Pulse Generator Mode Locked by a Nonlinear Cyclotron Resonance Absorber. Physical Review Applied. 2021;16(5):054045. DOI: 10.1103/PhysRevApplied.16.054045.

Тотьменинов Е. М., Ростов В. В. Генерация последовательности мощных ультракоротких микроволновых импульсов на основе эффекта сверхизлучения релятивистской лампы обратной волны с отражателями на концах пространства взаимодействия. Письма в Журнал технической физики. 2021;47(1):51–54. DOI: 10.21883/PJTF.2021.01.50460.18527.

Тотьменинов Е. М., Конев В. Ю., Климов А. И., Пегель И. В. Экспериментальная реализация способа генерации последовательности ультракоротких гигаваттных импульсов черенковского сверхизлучения с наносекундным периодом следования. Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2022;115(8):479–483. DOI: 10.31857/S1234567822080031.

Ельчанинов А. А., Коровин С. Д., Ростов В. В., Пегель И. В., Месяц Г. А., Яландин М. И., и др. Черенковское сверхизлучение с пиковой мощностью, превосходящей мощность электронного пучка. Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2003;77(6):314–318.

Тараканов В. П. Математическое моделирование. Проблемы и результаты. М.: Наука, 2003. 478 с.

Mesyats G. A., Korovin S. D., Gunin A. V., Gubanov V. P.. Stepchenko A. S., Grishin D. M., et al. Repetitively pulsed high-current accelerators with transformer charging of forming lines. Laser and Particle Beams. 2003;21(2):197–209. DOI: 10.1017/S0263034603212076.




DOI: https://doi.org/10.15826/urej.2025.9.1.003