МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ. НЕСИНХРОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ
Аннотация
Представлены основные результаты исследований, выполненных в рамках научного направления «Моделирование и оптимизация нелинейных электромагнитных процессов» в 2013-2018 годах. На основе численного моделирования установлен эффект систематического (независимого от частоты и фазы поля) торможения и отражения ансамбля свободных электронов, изначально движущихся в направлении элементарного электрического излучателя. Показано одно из практических приложений найденного эффекта в терагерцовом генераторе с несинхронным взаимодействием - сферотроне. Указана роль установленного эффекта в процессах несинхронного взаимодействия свободных электронов с полем электромагнитного излучения в ионосфере и солнечной короне.
Ключевые слова
Об авторах
А. А. Кураев
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, Республика Беларусь
Беларусь
Беларусь
В. В. Матвеенко
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, Республика Беларусь
Беларусь
Беларусь
Список литературы
1. Кураев А.А., Попкова Т.Л., Синицын А К. Мощные приборы сверхчастотных частот. Нелинейная теория и численная оптимизация // Докл. БГУИР. 2014. № 2 (80). С. 73-86.
2. Кураев А.А., Матвеенко В.В., Попкова Т.Л. Устойчивые численные методы решения плохо обусловленных задач электродинамики и нелинейной динамики // Докл. БГУИР. 2014. № 3 (97). С. 5-11.
3. Kurayev A.A., Matveyenko V.V., Popkova T.L. Algorithms with stabilizing coefficients for solving poorly determined radiophysics problems // J. of Radiophysics and Electronics. 2016. Vol. 7 (21), № 3, P. 5-10.
4. Кураев А.А., Матвеенко В.В., Попкова Т.Л. Алгоритм с сильной устойчивостью для решения краевых задач в теории нерегулярных волноводов // Докл. БГУИР. 2018. № 8 (118). С. 12-17.
5. Кураев А.А., Рак А.О., Сенько А.В. Возбуждение волноводов и резонаторов электронными потоками // Докл. БГУИР. 2015. № 3 (89). С. 5-10.
6. Кураев А.А., Ерёмка В.Д., Рак А.О. Возбуждение волноводов и резонаторов электронными потоками // Радиофизика и электроника. 2015. Т. 6, № 2. С. 68-72.
7. Кураев А.А., Матвеенко В.В., Попкова Т.Л. Уравнения возбуждения волновода с продольно-нерегулярным заполнением магнитодиэлектриком // Докл. БГУИР. 2018. № 4 (114). С. 100-104.
8. Кураев А.А., Рак А.О., Попкова Т.Л. Возбуждение произвольно-нерегулярного волновода с неоднородным заполнением анизотропным диэлектриком // Докл. БГУИР. 2015. № 6 (92). С. 5-9.
9. Кураев А.А., Матвеенко В.В., Попкова Т.Л. Нерегулярные электродинамические системы. Германия: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2018. 140 с.
10. Оптимальные по КПД релятивистские генераторы и усилители. Часть 1 / В.Ф. Кравченко [и др.] // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1, № 2. С. 41-64.
11. Оптимальные по КПД релятивистские генераторы и усилители. Часть 2 / В.Ф. Кравченко [и др.] // Физические основы приборостроения. 2013. Т. 2, № 1. С. 78-99.
12. Кураев А.А., Рак А.О., Гуринович А.Б. Черенковские усилители и генераторы на нерегулярных волноводах. Германия: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2017. 118 с.
13. Колосов С.В., Кураев А.А. Миллиметровый гиротрон на второй гармонике циклотронной частоты // Матер. Междунар. науч.-техн. конф., приуроченной к 50-летию МРТИ-БГУИР. В 2 ч. Ч. 1. Минск, 2014. С. 34-35.
14. Кураев А.А., Матвеенко В.В., Синицын А.К. Моделирование гиро-ЛБВ на замедленной E01-моде // Матер. междунар. науч. конф. «Информационные технологии и системы». Минск, 2013. С. 218-219.
15. Генератор на циклотронном резонансе: пат. 19572 Респ. Беларусь / А.А. Кураев, В.В. Матвеенко, А.К. Синицын; дата публ. 30.10.2015.
16. Гиротроны и гиро- ЛБВ на замедленной E0i-моде гофрированного волновода / В.Ф. Кравченко [и др.] // Физические основы приборостроения. 2015. Т. 4, № 4 (17). С. 40-55.
17. Кравченко В.Ф., Кураев А.А., Матвеенко В.В. Коротковолновые гиротроны с зеркальными резонаторами // Физические основы приборостроения. 2017. Т. 6, № 3 (25). С. 28-37.
18. Кураев А.А., Матвеенко В.В. Перспективные модификации гирорезонансных приборов // Докл. БГУИР. 2017. № 8 (110). С. 26-32.
19. Кураев А.А., Матвеенко В.В. Селекция мод H0in и E1in в цилиндрическом резонаторе с круговым сечением // Докл. БГУИР. 2017. № 5 (107). С. 85-89.
20. Кураев А.А., Матвеенко В.В., Синицын А.К. Исследование влияния некоторых факторов на эффективность пениотрона // Матер. Междунар. науч.-техн. конф., приуроченной к 50-летию МРТИ-БГУИР. В 2 ч. Ч. 1. Минск, 2014. C. 42-43.
21. Кураев А.А., Матвеенко В.В., Сенько А.В. Гирорезонансные приборы. Германия: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2016. 137 с.
22. Аксенчик А.В. Многопучковые лампы бегущей волны О-типа субмиллиметрового диапазона длин волн // Докл. БГУИР. № 5 (75). 2013. С. 48-54.
23. Аксенчик A.В. Широкополосные усилители О-типа терагерцового диапазона частот // Весцi нацыянальнай Акадэмii навук Беларусi. 2013. № 3. С. 108-116.
24. Аксенчик А.В. Амплитудные и частотные характеристики регенеративных усилителей О-типа субмиллиметрового диапазона длин волн // Докл. БГУИР. № 6 (76). 2013. С. 5-11.
25. Аксенчик A.В., Кураев А.А., Киринович И.Ф. Моделирование двух-, трехсекционных ЛБВ О-типа терагерцового диапазона частот // Весцi нацыянальнай Акадэмii навук Беларусi. 2016. № 1. С. 119-128.
26. Аксенчик А.В., Киринович И.Ф. Двухкаскадные регенеративные усилители О-типа субмиллиметрового диапазона длин волн // Докл. БГУИР. 2016. № 3 (97). С. 31-36.
27. Аксенчик A.В. Моделирование орбоклистронов-усилителей субмиллиметрового диапазона длин волн // Весцi нацыянальнай Акадэмii навук Беларусi. 2013. № 2. С. 118-123.
28. Орбиктроны-генераторы субмиллиметрового и миллиметрового диапазонов. Часть I / В.Ф. Кравченко [и др.] // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5, № 2 (19). С. 102-115.
29. Орбиктроны-генераторы субмиллиметрового и миллиметрового диапазонов. Часть II / В.Ф. Кравченко [и др.] // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5, № 3 (20). С. 4-17.
30. Еремка В.Д., Кураев А.А., Синицын А.К. Клиноорбиктрон-усилитель: модель и оптимизированные варианты в диапазоне 180 ГГц. // Матер. Междунар. науч.-техн. конф., приуроченной к 50-летию МРТИ-БГУИР. В 2 ч. Ч. 1. Минск, 2014. С. 40-41
31. Еремка В.Д., Кураев А.А., Матвеенко В.В. Терагерцевый клинооротрон с азимутальной гребенкой // Радиофизика и электроника. 2017. Т. 22, № 4. С. 62-68.
32. Аксенчик A.В., Кураев А.А., Киринович И.Ф. Усилители и генераторы О-типа миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн (теория и оптимизация). Германия: Palmarium Academic Publishing, 2014. 154 с.
33. Колосов С.В., Кураев А.А., Зайцева И.Е. Новый тип электронного прибора - гиротон на гофрированном резонаторе // Радіофізика та електроніка. 2017. Т. 22, № 3. С. 37-46.
34. Кураев А.А., Матвеенко В.В. Релятивистский гелитрон // Докл. БГУИР. 2017. № 3 (105). С. 100-103.
35. Кураев А.А., Матвеенко В.В. Безмагнитный клистрон - удвоитель частоты с поперечной модуляцией // Докл. БГУИР. 2018. № 3 (113). С. 67-71.
36. Кураев А.А., Матвеенко В.В. Лазер на свободных электронах с электростатическим модулятором // Докл. БГУИР. 2018. № 6 (116). С. 59-64.
37. Кураев А.А., Матвеенко В.В., Рак А.О. Двухлучевая лампа обратной волны на спирально изогнутом прямоугольном волноводе // Докл. БГУИР. 2017. № 3 (105). С. 100-103.
38. Лампа бегущей волны: пат. 22050 Респ. Беларусь / А.А. Кураев, В.В. Матвеенко, А.О. Рак; дата публ. 30.08.2018.
39. Миллер М.А. Движение заряженных частиц в высокочастотных электромагнитных полях // Изв. вузов. Сер. Радиофизика. 1958. Т. I, № 3. С. 110-123.
40. Кураев А.А., Синицын А.К. Коаксиальный диодный генератор-диотрон // Радиотехника и электроника. 1997. Т. 42, № 2. С. 214-219.
41. Кураев А.А., Синицын А.К. Несинхронное взаимодействие: мнимые противоречия усредненных решений // Радиотехника и электроника. 1997. Т. 42, № 4. С.468-471.
42. Кравченко В.Ф., Кураев А.А., Синицын А.К. Несинхронные взаимодействия // Успехи физических наук. 2007. Т. 177, № 5. С. 511-534.
43. Кураев А.А., Попкова Т.Л., Синицын А.К. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: «ИНФРА-М», 2016. 424 с.
44. Батыгин В.В., Топтыгин И.Н. Сборник задач по электродинамике. М.: ГИФМЛ, 1962. 480 с.
45. Kuraev A.A., Popkova T.L., Sinicyn A K. Moshhnye pribory sverhchastotnyh chastot. Nelinejnaja teorija i chislennaja optimizacija // Dokl. BGUIR. 2014. № 2 (80). S. 73-86. (in Russ.)
46. Kuraev A.A., Matveenko V.V., Popkova T.L. Ustojchivye chislennye metody reshenija ploho obuslovlennyh zadach jelektrodinamiki i nelinejnoj dinamiki // Dokl. BGUIR. 2014. № 3 (97). S. 5-11. (in Russ.)
47. Kurayev A.A., Matveyenko V.V., Popkova T.L. Algorithms with stabilizing coefficients for solving poorly determined radiophysics problems // J. of Radiophysics and Electronics. 2016. Vol. 7 (21), № 3, P. 5-10.
48. Kuraev A.A., Matveenko V.V., Popkova T.L. Algoritm s sil'noj ustojchivost'ju dlja reshenija kraevyh zadach v teorii nereguljarnyh volnovodov // Dokl. BGUIR. 2018. № 8 (118). S. 12-17. (in Russ.)
49. Kuraev A.A., Rak A.O., Sen'ko A.V. Vozbuzhdenie volnovodov i rezonatorov jelektronnymi potokami // Dokl. BGUIR. 2015. № 3 (89). S. 5-10. (in Russ.)
50. Kuraev A.A., Erjomka V.D., Rak A.O. Vozbuzhdenie volnovodov i rezonatorov jelektronnymi potokami // Radiofizika i jelektronika. 2015. T. 6, № 2. S. 68-72. (in Russ.)
51. Kuraev A.A., Matveenko V.V., Popkova T.L. Uravnenija vozbuzhdenija volnovoda s prodol'no-nereguljarnym zapolneniem magnitodijelektrikom // Dokl. BGUIR. 2018. № 4 (114). S. 100-104. (in Russ.)
52. Kuraev A.A., Rak A.O., Popkova T.L. Vozbuzhdenie proizvol'no-nereguljarnogo volnovoda s neodnorodnym zapolneniem anizotropnym dijelektrikom // Dokl. BGUIR. 2015. № 6 (92). S. 5-9. (in Russ.)
53. Kuraev A.A., Matveenko V.V., Popkova T.L. Nereguljarnye jelektrodinamicheskie sistemy. Germanija: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2018. 140 s. (in Russ.)
54. Optimal'nye po KPD reljativistskie generatory i usiliteli. Chast' 1 / V.F. Kravchenko [i dr.] // Fizicheskie osnovy priborostroenija. 2012. T. 1, № 2. S. 41-64. (in Russ.)
55. Optimal'nye po KPD reljativistskie generatory i usiliteli. Chast' 2 / V.F. Kravchenko [i dr.] // Fizicheskie osnovy priborostroenija. 2013. T. 2, № 1. S. 78-99. (in Russ.)
56. Kuraev A.A., Rak A.O., Gurinovich A.B. Cherenkovskie usiliteli i generatory na nereguljarnyh volnovodah. Germanija: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2017. 118 s. (in Russ.)
57. Kolosov S.V., Kuraev A.A. Millimetrovyj girotron na vtoroj garmonike ciklotronnoj chastoty // Mater. Mezhdunar. nauch.-tehn. konf., priurochennoj k 50-letiju MRTI-BGUIR. V 2 ch. Ch. 1. Minsk, 2014. S. 34-35. (in Russ.)
58. Kuraev A.A., Matveenko V.V., Sinicyn A.K. Modelirovanie giro-LBV na zamedlennoj E01-mode // Mater. mezhdunar. nauch. konf. «Informacionnye tehnologii i sistemy». Minsk, 2013. S. 218-219. (in Russ.)
59. Generator na ciklotronnom rezonanse: pat. 19572 Resp. Belarus' / A.A. Kuraev, V.V. Matveenko, A.K. Sinicyn; data publ. 30.10.2015. (in Russ.)
60. Girotrony i giro- LBV na zamedlennoj E0i-mode gofrirovannogo volnovoda / V.F. Kravchenko [i dr.] // Fizicheskie osnovy priborostroenija. 2015. T. 4, № 4 (17). S. 40-55. (in Russ.)
61. Kravchenko V.F., Kuraev A.A., Matveenko V.V. Korotkovolnovye girotrony s zerkal'nymi rezonatorami // Fizicheskie osnovy priborostroenija. 2017. T. 6, № 3 (25). S. 28-37. (in Russ.)
62. Kuraev A.A., Matveenko V.V. Perspektivnye modifikacii girorezonansnyh priborov // Dokl. BGUIR. 2017. № 8 (110). S. 26-32. (in Russ.)
63. Kuraev A.A., Matveenko V.V. Selekcija mod H0in i E1in v cilindricheskom rezonatore s krugovym secheniem // Dokl. BGUIR. 2017. № 5 (107). S. 85-89. (in Russ.)
64. Kuraev A.A., Matveenko V.V., Sinicyn A.K. Issledovanie vlijanija nekotoryh faktorov na jeffektivnost' peniotrona // Mater. Mezhdunar. nauch.-tehn. konf., priurochennoj k 50-letiju MRTI-BGUIR. V 2 ch. Ch. 1. Minsk, 2014. S. 42-43. (in Russ.)
65. Kuraev A.A., Matveenko V.V., Sen'ko A.V. Girorezonansnye pribory. Germanija: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2016. 137 s. (in Russ.)
66. Aksenchik A.V. Mnogopuchkovye lampy begushhej volny O-tipa submillimetrovogo diapazona dlin voln // Dokl. BGUIR. № 5 (75). 2013. S. 48-54. (in Russ.)
67. Aksenchik A.V. Shirokopolosnye usiliteli O-tipa teragercovogo diapazona chastot // Vesci nacyjanal'naj Akadjemii navuk Belarusi. 2013. № 3. S. 108-116. (in Russ.)
68. Aksenchik A.V. Amplitudnye i chastotnye harakteristiki regenerativnyh usilitelej O-tipa submillimetrovogo diapazona dlin voln // Dokl. BGUIR. № 6 (76). 2013. S. 5-11. (in Russ.)
69. Aksenchik A.V., Kuraev A.A., Kirinovich I.F. Modelirovanie dvuh-, trehsekcionnyh LBV O-tipa teragercovogo diapazona chastot // Vesci nacyjanal'naj Akadjemii navuk Belarusi. 2016. № 1. S. 119-128. (in Russ.)
70. Aksenchik A.V., Kirinovich I.F. Dvuhkaskadnye regenerativnye usiliteli O-tipa submillimetrovogo diapazona dlin voln // Dokl. BGUIR. 2016. № 3 (97). S. 31-36. (in Russ.)
71. Aksenchik A.V. Modelirovanie orboklistronov-usilitelej submillimetrovogo diapazona dlin voln // Vesci nacyjanal'naj Akadjemii navuk Belarusi. 2013. № 2. S. 118-123. (in Russ.)
72. Orbiktrony-generatory submillimetrovogo i millimetrovogo diapazonov. Chast' I / V.F. Kravchenko [i dr.] // Fizicheskie osnovy priborostroenija. 2016. T. 5, № 2 (19). S. 102-115. (in Russ.)
73. Orbiktrony-generatory submillimetrovogo i millimetrovogo diapazonov. Chast' II / V.F. Kravchenko [i dr.] // Fizicheskie osnovy priborostroenija. 2016. T. 5, № 3 (20). S. 4-17. (in Russ.)
74. Eremka V.D., Kuraev A.A., Sinicyn A.K. Klinoorbiktron-usilitel': model' i optimizirovannye varianty v diapazone 180 GGc. // Mater. Mezhdunar. nauch.-tehn. konf., priurochennoj k 50-letiju MRTI-BGUIR. V 2 ch. Ch. 1. Minsk, 2014. S. 40-41. (in Russ.)
75. Eremka V.D., Kuraev A.A., Matveenko V.V. Teragercevyj klinoorotron s azimutal'noj grebenkoj // Radiofizika i jelektronika. 2017. T. 22, № 4. S. 62-68. (in Russ.)
76. Aksenchik A.V., Kuraev A.A., Kirinovich I.F. Usiliteli i generatory O-tipa millimetrovogo i submillimetrovogo diapazonov dlin voln (teorija i optimizacija). Germanija: Palmarium Academic Publishing, 2014. 154 s. (in Russ.)
77. Kolosov S.V., Kuraev A.A., Zajceva I.E. Novyj tip jelektronnogo pribora - giroton na gofrirovannom rezonatore // Radіofіzika ta elektronіka. 2017. T. 22, № 3. S. 37-46. (in Russ.)
78. Kuraev A.A., Matveenko V.V. Reljativistskij gelitron // Dokl. BGUIR. 2017. № 3 (105). S. 100-103. (in Russ.)
79. Kuraev A.A., Matveenko V.V. Bezmagnitnyj klistron - udvoitel' chastoty s poperechnoj moduljaciej // Dokl. BGUIR. 2018. № 3 (113). S. 67-71. (in Russ.)
80. Kuraev A.A., Matveenko V.V. Lazer na svobodnyh jelektronah s jelektrostaticheskim moduljatorom // Dokl. BGUIR. 2018. № 6 (116). S. 59-64. (in Russ.)
81. Kuraev A.A., Matveenko V.V., Rak A.O. Dvuhluchevaja lampa obratnoj volny na spiral'no izognutom prjamougol'nom volnovode // Dokl. BGUIR. 2017. № 3 (105). S. 100-103. (in Russ.)
82. Lampa begushhej volny: pat. 22050 Resp. Belarus' / A.A. Kuraev, V.V. Matveenko, A.O. Rak; data publ. 30.08.2018. (in Russ.)
83. Miller M.A. Dvizhenie zarjazhennyh chastic v vysokochastotnyh jelektromagnitnyh poljah // Izv. vuzov. Ser. Radiofizika. 1958. T. I, № 3. S. 110-123. (in Russ.)
84. Kuraev A.A., Sinicyn A.K. Koaksial'nyj diodnyj generator-diotron // Radiotehnika i jelektronika. 1997. T. 42, № 2. S. 214-219. (in Russ.)
85. Kuraev A.A., Sinicyn A.K. Nesinhronnoe vzaimodejstvie: mnimye protivorechija usrednennyh reshenij // Radiotehnika i jelektronika. 1997. T. 42, № 4. S. 468-471. (in Russ.)
86. Kravchenko V.F., Kuraev A.A., Sinicyn A.K. Nesinhronnye vzaimodejstvija // Uspehi fizicheskih nauk. 2007. T. 177, № 5. S. 511-534. (in Russ.)
87. Kuraev A.A., Popkova T.L., Sinicyn A.K. Jelektrodinamika i rasprostranenie radiovoln. M.: «INFRA-M», 2016. 424 s. (in Russ.)
88. Batygin V.V., Toptygin I.N. Sbornik zadach po jelektrodinamike. M.: GIFML, 1962. 480 s. (in Russ.)
Рецензия
Для цитирования:
Кураев А.А., Матвеенко В.В. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ. НЕСИНХРОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ. Доклады БГУИР. 2019;(2):17-27.
For citation:
Kurayev A.A., Matveyenka V.V. Modeling and optimizing of nonlinear electromagnetic processes. Non-synchronous interaction of free electrons with the electromagnetic radiation field. Doklady BGUIR. 2019;(2):17-27. (In Russ.)
Просмотров: 406
Послать статью по эл. почте 