Комп'ютерне моделювання збільшення ккд при профілюванні ведучого магнітного поля в коаксіальної гиро-ЛЗХ
Анотація
Гиро-ЛЗХ- це потужний НВЧ генератор у см і мм діапазоні довжин хвиль, у якому релятивістський пучок електронів взаємодіє зі зворотною хвилею на нормальному ефекті Доплера. Перші дослідження з гиро-приладів були опубліковані в 60-х роках. Можливі застосування НВЧ випромінювання гиро-приладів – це попереднє нагрівання плазми на ефекті циклотронного резонансу для керованого термоядерного синтезу, спектроскопічних дослідженнях, радарах високого вирішення та ін. Дослідження гиро-ЛЗХ показали, що істотним обмеженням для розглянутого генератора є малий ККД. Однієї з можливостей збільшення ККД є профілювання ведучого магнітного поля в області взаємодії. Ми досліджували залежність зростання ККД при використанні профілювання ведучого магнітного поля по визначеному закону. При цих умовах ефективний процес формування банча приводив до того, що більшість електронів опинялись в енерговитратної фазі ВЧ поля. В остаточному підсумку мало місце збільшення ККД від початкового значення для однорідного ведучого магнітного поля до значення для профільованого магнітного поля.
Завантаження
Посилання
Gaponov A.V., Petelin M.I., Julpatov V.K. Induced radiation of excited classical oscillators and its using in radio-frequency electronics // Izvestija VUZov (USSR), Radiofizika-1967.-Vol. 10, №9,10.-Р. 1414-1453.
Thumm M.K. State-of-the-Art of High Power Gyro-Devices and Free Electron Masers // Preprint, FZKA 7392, Forschungszentrum Karlsruhe-2008.
Spencer T.A., Stump M.D., Hendricks K.J., Gilgenbach R.M. Investigation of lower order mode suppression in a high current, high voltage gyro-BWO experiment // Plasma Science, IEEE Conference Record – Abstracts-1996. - P.287. doi: 10.1109 /PLASMA. 1996.551640
Borodkin A.V., Khoruzhiy V.M., Onishchenko I. N., Sotnikov G.V. Coaxial Gyro-BWO. 1. Linear Theory. Starting currents // Ukrainian Journal of Physics-2004. - Vol. 49, №2. - P.126-131. (http://www.ujp.bitp.kiev.ua/ )
Borodkin AV., Khoruzhiy V.M., Onishchenko I. N., Sotnikov G.V. Coaxial Gyro-BWO. 2. Nonlinear Theory // Ukrainian Journal of Physics-2005. - Vol.50, №11. - P.1230-1236. (http://www.ujp.bitp.kiev.ua/)
Ganguly A. K., Ahn S. Nonlinear analysis of the gyro-BWO in three dimensions // Intl. J. of Electronics. - 1989. - Vol. 67, №.2, - P. 261 – 276.
Ganguly A.K., Ahn S. Optimization of the efficiency in gyrotron backward wave oscillator of a tapered axial magnetic field // App1. Phys. Lett. - 1989.- Vol.54, №6. - P.514-516.
Lin A.T. Dependence of efficiency on magnetic field in gyro-backward wave oscillators // Physical Review A. - 1992.-Vol. 46, №. 8. -P.2314-2317.
Lin A.T. Chin-Chien Lin Mechanisms of efficiency enhancement in gyrotron backward-wave oscillators with tapered magnetic fields // Phys. Fluids B. - 1993. - Vol.5, № 7. - P.2314-2317.
Walter M.T., Gilgenbach R.M., Menge P.R., Spencer T.A. Effects of tapered tubes on long-pulse microwave emission from intense e-beam gyrotron-backward-wave-oscillators // IEEE Trans. Plasma Sci.-1994.- Vol. 22, № 5. - P. 578-584.
Kou C.S., Chen C.H. and Wu T.J. Mechanisms of efficiency enhancement by a tapered waveguide in gyrotron backward wave oscillators // Physical Rev. E-1998.- Vol. 57, № 6, -P.7162-7168.
Grudiev A., Schunemann K. Numerical analysis of an injection-locked gyrotron backward-wave oscillator with tapered sections// Physical. Rev. E.-2003.- Vol. 68. -P.016501.
Hung C.L., Yeh Y.S.,Chang T.H. A coaxial-waveguide gyrotron backward-wave oscillator with tapered waveguide cross section. Proc. of 8th Int. Workshop ”-Strong Microwaves and Terahertz waves: Sources and Applications”, 2011.-P.84-85.
Nusinovich G.S. and Dumbrajs O. Theory of gyro-backward wave oscillators with tapered magnetic field and waveguide cross section // IEEE Trans. Plasma Sci.-1996.- Vol. 24, № 3. -P.620 – 629.
Walter M.T., Gilbenbach R.M., Luginsland J.W. et al. Effects of tapering on gyrotron backward-wave oscillators: Special issue on high power microwave generation // IEEE Trans. Plasma Sci.- 1996.- Vol. 24, № 3. -P. 636-647.
Chen S.H. and Dawn T.Y. Study of efficiency enhancement through magnetic field profiling in cyclotron autoresonance maser. // Phys. Plasmas, 1995.-Vol.2, №3.- P. 959-964.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
