Колебательные процессы, синхронизация и усиление сигналов в низковольтном виркаторе и виртоде

• Автор: Фролов, Никита Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.03, 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Генератор на виртуальном катоде с предварительной модуляцией электронного потока (одномерное рассмотрение)

1.1 Введение

1.2 Внешнее гармоническое воздействие на пучок в тормозящем поле

1.2.1 Теоретическая модель

1.2.2 Численная модель

1.2.3 Численный анализ процессов в неавтономном генераторе на виртуальном катоде

1.3 Связанные генераторы на виртуальном катоде

1.3.1 Цепочка генераторов на ВК

1.3.2 Хаотическая синхронизация генераторов на виртуальном катоде

1.3.2.1 Синхронизация временных масштабов
1.3.2.2 Обобщенная синхронизация
1.3.2.3 Способ скрытой передачи данных на основе установления обобщенной синхронизации с использованием низковольтных виркаторов
1.4 Выводы

2 Анализ процессов в неавтономном генераторе на виртуальном катоде в рамках трехмерного моделирования. Сравнение
с экспериментом
2.1 Введение
2.2 Трехмерная полностью электромагнитная модель автономного
низковольтного виркатора
2.2.1 Трехмерное моделирование конструкции и оптимизация геометрических параметров генератора на виртуальном катоде
2.2.2 Моделирование динамики пучка с виртуальным катодом
в автономном режиме
2.3 Ввод внешнего сигнала
2.3.1 Результаты численного моделирования
2.3.2 Сравнение с результатами эксперимента
2.4 Выводы
3 Усиление сигнала в виркаторной системе, содержащей релятивистский электронный поток
3.1 Введение
3.2 Базовая модель - релятивистский двухзазорный виркатор с
электромагнитной обратной связью
3.2.1 Генератор импульсов СВЧ излучения высокого уровня мощности - релятивистский виртод
3.2.2 Трехмерное численное моделирование релятивистского виртода в среде CST Particle Studio
3.3 Усилитель СВЧ сигнала, основанный на релятивистском двухзазорном виртоде

3.3.1 Преобразование конструкции релятивистского виртода
для ввода внешнего сигнала
3.3.2 Результаты численного моделирования процессов усиления в виркаторной системе на основе релятивистского виртода
3.4 Выводы
Заключение

Рис. 1.3: Зависимость выходной мощности низковольтного виркатора относительно режима автономной генерации от х’лубины предварительной модуляции пучка о скорости для различных значений величины тормозящего поля, определяемых параметром /3: 1 - /3 = 0.00517; 2 -/3 = 0.00597; 3 - /3 = 0.00677. Величина параметра ц = 0.0
поля в диодном промежутке. Выбранные значения управляющих параметров выбраны таким образом, чтобы соответствовать величинам, которые можно использовать при работе с реальной экспериментальной установкой низковольтного виркатора.
Из рисунка видно, что нарастание глубины предварительной скоростной модуляции электронного потока X (иными словами увеличение мощности внешнего гармонического сигнала) приводит к росту мощности выходных колебаний генератора на виртуальном катоде. Рост выходной мощности происходит за счет увеличения тока сгруппированного в области виртуального катода пучка /(і). Как показывает анализ теоретической модели, при экспериментально реализуемых значениях амплитуды входного сигнала увеличение мощности выходного излучения К может достигать 5 -г 7 раз. Так как в данном случае выходная мощность пропорциональна току пучка в области формирования виртуального катода, то рост величины К объясняется