Сложная динамика и методы управления хаосом в системе электронный поток-электромагнитная волна
![Диссертация: Сложная динамика и методы управления хаосом в системе электронный поток-электромагнитная волна](https://westud.ru/work/3067867/cover.png)
Диссертация
Применение методики управлением хаосом посредством введения дополнительной цепи запаздывающей связи, регулирующей уровень тока пучка пропорционально амплитуде выходного сигнала в лампе обратной волны, позволяет устранить автомодуляцию в определенном диапазоне значений рабочего тока. Проведенное исследование показало, что эта методика работает как в нелинейной модели, так и в линейной. Благодаря… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ УПРАВЛЕНИЯ ХАОСОМ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ РЕЖИМА ОДНОЧАСТОТНОЙ ГЕНЕРАЦИИ В ЛАМПЕ ОБРАТНОЙ ВОЛНЫ
- 1. 1. Введение
- 1. 2. Основные уравнения
- 1. 3. Нелинейная теория
- 1. 4. Выводы
- ГЛАВА 2. УСИЛИТЕЛЬ И ГЕНЕРАТОР НА ОСНОВЕ ЛАМПЫ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ
- 2. 1. Введение
- 2. 2. Основные уравнения
- 2. 3. Численные результаты
- 2. 4. Динамика ЛБВ-генератора с запаздыванием
- 2. 5. Выводы
- ГЛАВА 3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РЕЛЯТИВИСТСКОГО ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ ВБЛИЗИ ГРАНИЦЫ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ
- 3. 1. Введение
- 3. 2. Основные уравнения
- 3. 3. Исследование динамики системы вблизи высокочастотной границы полосы
- 3. 4. Исследование динамики системы вблизи низкочастотной границы полосы
- 3. 5. Хаотические режимы
- 3. 6. Выводы
Список литературы
- Булгакова Л.В., Трубецков Д. И., Фишер В. Л., Шевчик В. Н. Лекции по электронике СВЧ приборов типа «О». Саратов. Издательство саратовского университета. 1974.
- Кузнецов СП., Трубецков Д. И. Нестационарные нелинейные явления при взаимодействии электронного потока, движущегося в скрещенных полях, с обратной электромагнитной волной // Известия вузов. Радиофизика. — 1977. — Т. 20, № 2.- 300−312.
- Безручко Б.П., Кузнецов СП. Экспериментальное исследование нелинейных нестационарных процессов в ЛОВО-генераторе // Изв. вузов. Радиофизика. — 1978. — Т. 21. — № 7. — С 1053 -1059.
- Безручко Б.П., Кузнецов СП., Трубецков Д. И. Экспериментальное наблюдение стохастических колебаний в динамической системе электронный пучок — обратная электромагнитная волна // Письма в ЖЭТФ.-1979. -Т .29. -№ 3. -С 180−184.
- Кузнецов СП., Четвериков А. П. // Известия вузов. Радиофизика. — 1981. -Т .24. -№ 1. -С 109−117.
- Безручко Б.П., Булгакова Л. В., Кузнецов СП., Трубецков Д. И. Экспериментальное и теоретическое исследование стохастических автоколебаний в лампе обратной волны. В кн.: Лекции по электронике СВЧ и радиофизике. Изд.СГУ. — 1981. — Кн.5. — 25−77.
- Безручко Б.П., Булгакова Л. В., Кузнецов СП., Трубецков Д. И. Стохастические автоколебания и неустойчивость в лампе обратной волны // Радиотехника и электроника. — 1983. — Т. 28, № 6. — 1136.
- Кузнецов А.П., Кузнецов СП, Нелинейные нестационарные уравнения взаимодействия электронного потока с электромагнитным полем вблизи границы зоны Бриллюэна // Известия вузов. Радиофизика. — 1984. — Т. 27. — № 12. — 1575.
- Кузнецов А.П., Кузнецов СП., Рожнев А. Г. Волновая линейная теория ЛБВ у границы полосы прозрачности. / Лекции по электронике СВЧ и радиофизике. — Книга 2. — Саратов. — 1986.
- Булгакова Л.В., Кузнецов А. П., Кузнецов СП., Рожнев А. Г. Усиление и паразитное самовозбуждение ЛБВ у границы полосы прозрачности замедляющей системы // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. — 1988. — Вып. 3(407). — 7.
- Рыскин Н.М., Титов В. Н., Трубецков Д. И. Детали перехода к хаосу в системе электронный пучок — обратная электромагнитная волна // Доклады Академии Наук. — 1998. — Т. 358. — № 5. — С 620−623.
- Воробьев Г. С, Цвык А. И. Экспериментальное исследование гистерезисных явлений в генераторе дифракционного излучения // Известия вузов. Радиофизика. — 1982. — Т. 25. — № 9. — 1060−1066.
- Нусинович Г. С, Шер Э. М. Нестационарные процессы в МЦР со встречными волнами // Известия вузов. Радиофизика. — 1983. — Т. 26. -№ 9. — С 1154—1163.
- Гинзбург Н. С, Завольский Н. А., Нусинович Г. С Динамика гиротронов с нефиксированной продольной структурой высокочастотного поля // Радиотехника и электроника. — 1987. — Т. 32. — № 5. — С. 1031−1039.
- Гинзбург Н. С, Пиковский А. С, Сергеев А. С Стохастизация электромагнитного излучения в системах с конвективной неустойчивостью электронного потока // Радиотехника и электроника. — 1989. — Т. 34. — № 4. — 821−829.
- Айзацкий Н.И. Метод анализа неустойчивостей распределенных систем с внешней обратной связью // Известия вузов. Радиофизика. — 1989.-Т.32.-№ 10.-С. 1417−1421.
- Коневец А.Е., Четвериков А. П. К линейной теории взаимодействия винтового электронного пучка с электромагнитными волнами в волноводе вблизи частоты отсечки // Известия вузов. Радиофизика. — 1989.-Т. 3 2. — № 5. — С. 600−606.
- Четвериков А.П. Нелинейные эффекты при взаимодействии винтового электронного пучка с электромагнитными волнами в волноводе вблизи критической частоты // Известия вузов. Радиофизика. — 1990. — Т. 33. -№ 7.-С. 841−846.
- Бондаренко В.А., Островский А. О., Ткач Ю. В. К нестационарной теории релятивистского карсинотрона с дополнительной обратной связью // Журнал технической физики. — 1990. — Т. 60. — № 6. — 134−137.
- Балакирев В.А., Островский А. О., Ткач Ю. В. К теории автомодуляционной неустойчивости колебаний в связанных карсинотронах // Письма в ЖТФ. — 1990. — Т. 16. — № 19. — 8−12.
- Дмитриев А.Ю., Трубецков Д. И., Четвериков А. П. Нестационарные процессы при взаимодействии винтового электронного пучка со встречной волной в волноводе // Известия вузов. Радиофизика. — 1991. — Т. 34. -№ 5. -С. 595−600.
- Балакирев В.А., Островский А. О., Ткач Ю. В. К теории автомодуляционных процессов в системе связанных гофрированных волноводов, возбуждаемых прямолинейными электронными пучками //Журнал технической физики.- 1991.-Т. 6 1. — № 9. — С. 94−101.
- Островский А.О., Ткач Ю. В. К теории автомодуляционных процессов в релятивистском карсинотроне // Письма в ЖТФ. — 1991. — Т. 17. — № 18.-С. 10−14.
- Балакирев В.А., Островский А. О., Ткач Ю. В. О влиянии сил высокочастотного пространственного заряда пучка на динамику автомодуляционных процессов в релятивистском карсинотроне // Журнал технической физики.- 1991. — Т. 61, № 2. -С. 158−163.
- Бобылев Ю.В., Кузелев М. В., Рухадзе А. А., Свешников А. Г. Нестационарные парциальные условия излучения в задачах релятивистской сильноточной плазменной СВЧ-электроники // Оптика плазмы.-1999.-Т. 2 5. — № 7. — С. 615−620.
- Гинзбург Н. С, Зайцев Н. И., Иляков Е. В, Кулагин И. С., Новожилова Ю. В., Розенталь P.M., Сергеев А. С Хаотическая генерация в лампе обратной волны мегаваттного уровня мощности // Журнал технической физики, — 2001. — Т. 71. — № 11, — С 73−80.
- Гинзбург Н. С, Завольский Н. А., Запевалов В. Е., Моисеев М. А., Новожилова Ю. В, Нестационарные процессы в оротроне с дифракционным выводом излучения // Журнал технической физики. -2000. — Т. 70. — № 4. — 99−105.
- Рыскин Н.М. Подавление модуляционной неустойчивости при взаимодействии двухскоростного электронного потока с обратной электромагнитной волной // Письма в ЖТФ. — 1996. — Т. 22. — № 14. -С 80−84.
- Miller S.M., Antonsen Т. М, Levush Jr, B., Bromborsky A., Abe D. K, Carmel Y. Theory of relativistic backward wave oscillators operating near cutoff// Phys. Plasmas. — 1994. — Vol. 1. — No, 3, — P. 730−740.
- Zheng X., Tanaka K., Minami K., Granatstein V.L. Experimental study of a high-power backward-wave oscillator operating far from the upper cutoff// Journal of the physical society of Japan. — 1998. — Vol. 67. — No. 4. — P. 1466−1472.
- Chang Т.Н., Chen S.H., Bamett L.R., Chu K.R. Characterization of stationary and nonstationary behavior in gyrotron oscillators // Physical review letters. — 2001. — Vol. 87. — No. 6.
- Pyragas K. Analytical properties and optimization of time-delayed feedback control // Physical review E 66, 26 207. — 2002.
- Гинзбург H.C., Завольский H.A., Нусинович Г. С., Сергеев А. С. Установление автоколебаний в электронных СВЧ генераторах с дифракционным выводом излучения // Известия вузов. Радиофизика. -1986.-Т.29.-№ 1.-С.106−114.
- Гинзбург Н. С, Сергеев А. С. Периодическая и стохастическая автомодуляции излучения в лазере на свободных электронах, основанном на вынужденном встречном рассеянии волн // Радиотехника и электроника. — 1988. — Т. 33. —№ 3. — 580−587.
- Айзацкий Н.И., Балакирев В. А., Островский А. О., Ткач Ю. В. Динамика неустойчивости релятивистского электронного пучка в плазменном резонаторе // Радиотехника и электроника. — 1989. — Т. 34. — № 8.-С. 1779−1782.
- Гинзбург Н. С, Зайцев Н. И., Иляков Е. В., Кулагин И. С, Новожилова Ю. В., Сергеев А. С, Ткаченко А. К. Наблюдение автомодуляционных режимов генерации в мощной ЛОВ // Письма в ЖТФ. — 1998. — Т. 24. -№ 2 0. — С 66−71.
- Солнцев В.А., Андреевская Т. М. Условия амплитудной автомодуляции в автогенераторе с запаздыванием // Радиотехника и электроника. — 1983. — Т. 28. — № 3. — 561−568.
- Кислов В.Я., Залогин Н. Н., Мясин Е. А. Исследование стохастических автоколебательных процессов в автогенераторах с запаздыванием // Радиотехника и электроника. — 1979.-Т. 24. -№ 6. — С 1118—1130.
- Анисимова Ю.В., Дмитриев А.С, Залогин Н. Н., Калинин В. И., Кислов В. Я., Панас А. И. Об одном механизме перехода к хаосу в системе электронный пучок -электромагнитная волна // Письма в ЖЭТФ. -1983. — Т. 37.-№ 8. — С 387−389.
- Кальянов Э.В., Старков СО. Экспериментальное исследование механизма автомодуляционной неустойчивости в системе электронный поток — бегущая электромагнитная волна при параметрическом воздействии // Письма в ЖТФ. — 1985. — Т. П. -№ 1 6. — С 1009—1014.
- Кузнецов СП., Перельман А. Ю., Трубецков Д. И. Автомодуляционные и стохастические режимы в клистроне бегущей волны с внешней обратной связью // ЖТФ. — 1983. — Т. 53. — № 1. — С 163−166.
- Ажиппо В.А., Айзацкий Н. И. Автоколебательный режим в линейных резонансных ускорителях // ЖТФ. 1987. — Т. 57. — № 4. — 797−800.
- Блиох Ю.П., Любарский М. Г., Подобинский В. О., Файнберг Я. Б. Исследование механизмов стохастизации секционированных пучковых СВЧ-генераторов // Физика плазмы. — 1994. — Т. 20. — № 7−8. — С 718−728.
- Афанасьева В.В. Об особенностях хаотической динамики двух симметричных автоколебательных систем (неавтономный осциллятор Дуффинга и автогенератор с запаздывающей обратной связью) // Письма в ЖТФ.-1993.-Т. 19.-№ 6. -С. 62−66.
- Афанасьева В.В., Железовский Е. Е., Лазерсон А. Г. Два типа взаимодействия парных аттракторов в симметричных автоколебательных системах с запаздыванием // Письма в ЖТФ. -1994. — Т. 20. — № 12. — 19−23.
- Анисимова Ю.В., Воронцов Г.М, Залогин Н. Н., Кислов В. Я., Мясин Е. А. Шумотрон // Радиотехника. — 2000. — № 2. — 19−25.
- Воронцов Г. М., Кислов В. Я. Шумотрон с ЛБВ-усилителем магнетронного типа // Радиотехника. — 2000. — № 2. — 30−39.
- Коровин Д., Ростов В. В., Сморгонский А. В. Импульсно- периодический релятивистский карсинотрон // Известия вузов. Радиофизика. — 1986. — Т. 29. — № 10. — 1278−1280.
- Гинзбург Н. С, Новожилова Ю. В., Сергеев А. С. Генерация коротких электромагнитных импульсов электронным сгустком в замедляющей системе типа лампы обратной волны // Письма в ЖТФ. — 1996. — Т. 22. — № 9 .
- Железовский Е.Е., Надолинский В. Ф. Экспериментальное исследование особенностей формирования стохастических сигналов в ЛОВМ // Радиотехника и электроника. — 1981. — Т. 26. — № 9. -С 1903—1909.
- Железовски! Е. Е. Усиление стохастических сигналов в ЛБВ. Эксперимент // Радиотехника и электроника. — 1981. — Т. 26. — № 9. -С. 1910−1917.
- Манькин И.А., Школьников В. Г. Усиление коротких импульсов в ЛБВ // Радиотехника и электроника. — 1986. — Т. 31. — № 5. — 945−950.
- Назарова М.В., Солнцев В.А Эффективный метод анализа многочастотных режимов работы ЛБВ, основанный на решении нестационарного уравнения возбуждения // Радиотехника и электроника.-1982.-Т. 27. -№ 1.-С. 140−145.
- Афонин A.M., Канавец В. И. Импульсная генерация СВЧ-колебаний в релятивистском устройстве типа ЛОВ-ЛБВ // Радиотехника и электроника. — 1984. — Т. 29. — № 4. — 741−750.
- Ефимов Б.П., Ракитянский В. А., Шестопалов В.П.Усиление узкополосных стохастических сигналов широкополосной ЛБВО // Письма в ЖТФ.-1985.-Т. 11.-№ 12.-С. 729−733.
- Могеу I.J., Birdsall C.K. Traveling-wave-tube simulation. The IBC code // IEEE Trans, on Plasma Sci. — 1990. — V. PS-18. — N o 3. — P. 482−489.
- Shiftier D., Nation J.A., Schachter L., Ivers J.D., Kerlisk G.S. High-power traveling-wave tube amplifier // Appl. Phys. Lett. — 1989. — V. 54. — No 7. -P. 674−676.
- Shiffler D., Ivers J.D., Kerlisk G.S., Nation J.A., Schachter L. Side-band development in a high-power traveling-wave tube microwave amplifier // Appl. Phys. Lett. — 1991. — V. 58. — No 9. — P. 899−901.
- Schachter L., Nation J.A., Shiffler D. Theoretical studies of high-power Cerenkovamplifiers//J. Appl. Phys.-1991.-V. 70.-No 1.-P. 114−124. А I dielectric elements // IEEE Trans, on Plasma Sci. — 1998. — V. 26. — No 3. -P. 774−786.
- Рапопорт Г. Н. Нелинейная теория генератора обратной волны типа О с периодической замедляющей структурой // Радиотехника и электроника. — 1964. — Т. 9. — № 3, 483−504.
- Ильина Е.М., Кац A.M. Возбуждение высшего вида колебаний в ЛОВ //Эл. техника. Сер.1.Эл-каСВЧ.-1968.-№ Ю.-С. 168−171.
- Коровин Д., Полевин Д., Ройтман A.M., Ростов В. В. Влияние попутной волны на эффективность генерации СВЧ-излучения в релятивистской ЛОВ // Изв. вузов. Физика. — 1996. — Т. 39. — № 12. — 49−61.
- Levush В., Antonsen Т.М., Bromborsky А., Lou W.R., Carmel Y. Relativistic backward wave oscillator: theory and experiment // Phys. Fluids. — 1992. — V. B4. — No 7. — P. 2293−2299.
- Levush В., Antonsen T.M., Bromborsky A., Lou W.R., Carmel Y. Theory of relativistic backward wave oscillator with end reflections // IEEE Trans, on Plasma Sci. — 1992. — V. 20. — No. 3. — P. 263−280.
- Пегель И.В. Моделирование нестационарных процессов в релятивистской лампе обратной волны методом макрочастиц // Изв. вузов. Физика. — 1996. — Т. 39. — № 12. — 62−83.
- Манькин И.А., Школьников В. Г. Нестационарная нелинейная теория ЛБВ // Радиотехника и электроника. — 1981. — Т. 26. — № 9. — 1932.
- Рогашкова А.И., Цейтлин М. Б. Некоторые вопросы теории и расчета плазменной ЛБВ // Электронная техника. Сер.1. Электроника СВЧ. -1967.-№ 4.-С. 3−17.
- Рогашкова А.И., Цейтлин М. Б. Нелинейная теория плазменной ЛБВ // ^ Электронная техника. Сер.1. Электроника СВЧ. — 1967. — № 7. -С. 3−17.
- Bogomolov Ya.L., Bratman V.L., Ginzburg N.S., Petelin M.I. and Yunakovsky A.D. Nonstationary Generation In Free Electron Lasers // Optic Communications. — 1981. — Vol. 36. — No. 3. — P. 209.
- Братман В.Л., Гинзбург H.C., Петелин М. И. Нелинейная теория вынужденного рассеяния волн на релятивистских электронных пучках // ЖЭТФ. — 1979. — Т. 76. — № 3. 930−943.
- Нусинович Г. С. Взаимодействие мод в лазерах на свободных электронах // Письма в ЖТФ. — 1980. — Т. 6. — № 14. — 848−852.
- Nusinovich G.S. Mode interaction in gyrotrons // Int. J. Electron. — 1981. — V. 51.-No 4. -P. 457−474.
- Четвериков А.П. Об установлении колебаний в лазерах на свободных электронах (ЛСЭ) // ЖТФ. — 1981. — Т. 51. — № 11. — 2452−2454.
- Ginzburg N.S., Shapiro М.А. Quasi-linear theory of multimode free- •f^ electron lasers with an inhomogeneous frequency broadening // Opt. Communications. — 1982. — V. 40. -No 3. -P. 215−218.
- Нусинович Г. С, Запевалов B.E. Автомодуляционная неустойчивость излучения гиротронов // Радиотехника и электроника. — 1985. — Т. 30. -№ 3. — 563−570.
- Ginzburg N.S., Petelin M.I. Multifrequency generation in free electron lasers with quasi-optical resonators // Int. Joum. Electron. — 1985. — V. 59. -N0.3.-P.291−314.
- Братман В.Л., Гинзбург Н.С, Новожилова Ю. В., Сергеев А. С Вынужденное рассеяние и взаимодействие низкочастотных и высокочастотных волн в релятивистских электронных СВЧ генераторах // Письма в ЖТФ. — 1985. — Т. 11. — № 8. — 504−509.
- Gallardo J.C., Elias L., Dattoli G., Renieri A. Multimode free-electron laser with long electron pulses: effects of electron energy drift // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. — 1987. — V. A 259. — No 1−2, — P. 245−253.
- Antonsen T.M., Levush B. Mode competition and control in free-electron- laser oscillators // Phys. Rev. Lett. — 1989. — V. 62. — No 13. — P. 1488−1491.
- Antonsen T.M., Levush B. Mode competition and suppression in free electron laser oscillators // Phys. Fluids B. — 1989. — V. 1. — No 5. -P. 1097−1108.
- Petelin M.I. Mode Selection in High Power Microwave Sources // IEEE Trans. Electron Devices.-2001.-V. 48.-No l. — P. 129−133.
- Pyragas K. // Phys.Lett. A. — 1992. — Vol. 170. — No. 6. — P. 421−428.
- HuntE.R.//Phys. Rev. Lett.-1991.-Vol. 67.-No. 15.-P. 1953−1955.
- Meucci R., Gadomski W., Ciofini M. et al. // Phys. Rev. E. — 1994. — Vol. 49. — No. 4. — P. R2528-R2531.
- Azevedo A., Rezende S.M. // Phys. Rev. Lett. — 1991. — Vol. 66. — No. 10. — P. 1342−1345.
- Christini D.J., Collins J.J. // Phys.Rev. E. — 1996. — Vol. 53. — No. 1. — P. R49-R52.
- Bollt E.M., Meiss J.D. // Phys.Lett. A. — 1995. — Vol. 204. — P. 373−378.
- Гинзбург H.C., Кузнецов СП. Периодические и стохастические автомодуляционные режимы в электронных генераторах с распределенным взаимодействием. В кн.: Релятивистская высокочастотная электроника. — Горький, ИПФ АН СССР. — 1980. — 101−144.
- Манькин И.А., Школьников В. Г. К нестационарной нелинейной теории ЛБВ // Радиотехника и электроника. — 1981. — Т. 26. — № 9. -С. 1918−1926.
- Манькин И.А., Школьников В. Г. Теоретический анализ взаимодействия протяженного электронного потока с полем /•^ широкополосного стохастического сигнала // Радиотехника и электроника. — 1981. — Т. 26. — № 9. — 1932−1938.
- Гинзбург Н. С, Зотова И. В., Сергеев А. С. Об особенностях усиления коротких электромагнитных импульсов при распространении вдоль стационарных электронных потоков // Письма в ЖТФ. — 1999. — Т. 25. — № 2 3. — С. 8−15.
- Вайнштейн Л.А. Нелинейная теория лампы бегущей волны. I. Уравнения и законы сохранения // Радиотехника и электроника. -1957. — Т.2. — № 7. — С 883−894.
- Вайнштейн Л.А. Нелинейная теория лампы бегущей волны. II. Численные результаты // Радиотехника и электроника. — 1957. — Т. 2. — № 8. — С 1027—1047.
- Вайнштейн Л.А., Солнцев В. А. Лекции по сверхвысокочастотной элек-тронике. М. — Советское радио. — 1973. — 400с.
- Кац A.M., Ильина Е. М., Манькин И. А. Нелинейные явления в СВЧ прибо-рах типа О с длительным взаимодействием. М. — Советское радио.-1975.-296с. Публикации по данной работе
- Долов A.M., Кузнецов СП. Применение методики контроля хаоса для устранения автомодуляции в лампе обратной волны // ЖТФ. — 2003. -Т. 7 3. — № 8. — С 139−142.
- Долов A.M. Прохождение импульсного сигнала через лампу бегущей волны // Известия вузов «ПНД». — 2003. — Т. 11. — № 6. — С 130−137.
- Долов A.M., Кузнецов СП. Усовершенствования метода крупных частиц, применяемого при численном решении задач сверхвысокочастотной электроники. // ЖТФ. — 2005. — Т. 75. — № 6. -С 126−128. «
- Dolov A.M., Kuznetsov S.P. Application of idea of chaos control to stabilization of stationary generation in backward-wave oscillator. Proc. 2003 Int. Conference «Physics and Control» (August 20−22, 2003, Saint Petersburg, Russia), p.507−509.