ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2026. №8

УДК: 621.3.038.624; 537.531.2

ВЛИЯНИЕ ФАЗЫ ВХОДНЫХ КОЛЕБАНИЙ НА ВОЗБУЖДЕНИЕ

БЫСТРОЙ ЦИКЛОТРОННОЙ ВОЛНЫ

В ДВУХРЕЗОНАТОРНОМ УСКОРИТЕЛЕ ЭЛЕКТРОНОВ

В.Л. Саввин, Г.М. Казарян, А.Д. Мирончиков

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,

119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д.1, стр.2, физический факультет

Статья поступила в редакцию 22 июня 2026 г.

Аннотация. Изучена динамика возбуждения быстрой циклотронной волны электронного потока и влияние фазы входных СВЧ колебаний в двух последовательных резонаторах ускорителя электронов с циклотронным резонансом. Численное моделирование процессов возбуждения показало возможность высокоэффективного ускорения электронов при одновременном вводе энергии СВЧ колебаний в электронный поток в двух резонаторах. Результаты моделирования устройства с малым уровнем ВЧ мощности согласуются с выводами аналитической теории для нитевидного электронного пучка. При сохранении условий циклотронного резонанса в постоянном на длине устройства магнитном поле оптимальным в этом случае является совпадение фаз ВЧ колебаний в обоих резонаторах. В случае большой входной мощности необходимо уделить особое внимание выбору оптимального профиля магнитного поля вдоль длины ускорителя и торможению пучка, возникающему под действием радиальных компонент сходящегося магнитного поля. Отклонения от условий циклотронного резонанса на длине ускорителя могут привести в отличному от нуля оптимальному сдвигу фаз ВЧ колебаний в резонаторах. Показано, что благодаря уменьшению тока пучка в двух-резонаторном ускорителе, можно значительно увеличить энергию ускоренных электронов при сохранении уровня ВЧ мощности на входах.

Ключевые слова: ускоритель электронов, циклотронный резонанс, быстрая циклотронная волна.

Финансирование: Госбюджетная НИР № 122091200046-3.

Автор для переписки: Саввин Владимир Леонидович, vladimir.savvin@mail.ru

Литература

1. Черняев А.П. Радиационные технологии. Наука. Народное хозяйство. Медицина. – 2018.

2. Санжарова Н.И., Козьмин Г.В., Бондаренко В.С. Радиационные технологии в сельском хозяйстве: стратегия научно-технологического развития // Инноватика и экспертиза: научные труды. – 2016. – №. 1. – С. 197-206.

3. Лебедев А.Н., Шальнов А.В. Основы физики и техники ускорителей. – Энергоатомиздат, 1991.

4. Ванке В.А., Лопухин В.М., Саввин В.Л. Сверхмалошумящие усилители циклотронных волн // Успехи физических наук. – 1969. – Т. 99. – №. 12. – С. 545-569. https://doi.org/10.3367/UFNr.0099.196912a.0545

5. Будзинский Ю.А. и др. Электронные приборы СВЧ на быстрой циклотронной волне электронного потока // Радиотехника. – 1999. – №. 4. – С. 32.

6. Будзинский Ю.А. и др. Становление, развитие и перспективы СВЧ-приборов на циклотронном резонансе электронного потока // Электронная техника. Серия 1: СВЧ-техника. – 2013. – №. 3. – С. 136-141.

7. Быковский С.В. и др. Циклотронные защитные устройства СВЧ // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. – 2020. – №. 1-2. – С. 49-50. https://doi.org/10.17725/rensit.2021.13.297

8. Ванке В.А. и др. К анализу физических процессов в переходной области циклотронного преобразователя энергии // Радиотехника и электроника. – 1978. – Т. 23. – №. 6. – С. 1217-1226.

9. Ванке В.А., Коннов А.В., Саввин В.Л. ЛБВ с циркулярно поляризованным полем // Электронная техника, сер. Электроника СВЧ. – 1987. – №. 4 (398). – С. 20.

10. Саввин В.Л. и др. Пространственный заряд и рекуперация энергии в циклотронном преобразователе // Журнал радиоэлектроники. – 2011. – №. 11.

11. Ванке В.А. Поперечные волны электронного потока в микроволновой электронике // Успехи физических наук. – 2005. – Т. 175. – №. 9. – С. 957-978. https://doi.org/10.3367/UFNr.0175.200509e.0957

12. Dougar-Jabon V.D., Orozco E.A., Umnov A.M. Modeling of electron cyclotron resonance acceleration in a stationary inhomogeneous magnetic field // Physical Review Special Topics–Accelerators and Beams. – 2008. – Т. 11. – №. 4. – С. 041302. https://doi.org/10.1103/PhysRevSTAB.11.041302

13. Dugar-Zhabon V.D., González J.D., Orozco E.A. 3D electromagnetic simulation of spatial autoresonance acceleration of electron beams // Journal of Physics: Conference Series. – IOP Publishing, 2016. – Т. 687. – №. 1. – С. 012077. https://doi.org/10.1088/1742-6596/687/1/012077

14. Dugar-Zhabon V.D., Orozco E.A., Herrera A.M. Self-consistent simulation of an electron beam for a new autoresonant x-ray generator based on TE 102 rectangular mode // Journal of Physics: Conference Series. – IOP Publishing, 2016. – Т. 687. – №. 1. – С. 012076. https://doi.org/10.1088/1742-6596/687/1/012076

15. Саввин В.Л. и др. О влиянии магнитных компонент высокочастотного поля при пространственном циклотронном авторезонансе // Известия Российской академии наук. Серия физическая. – 2019. – Т. 83. – №. 1. – С. 54-57. https://doi.org/10.1134/S03676763519010216

16. Саввин В.Л., Коннов А.В., Казарян Г.М. Источник рентгеновского излучения с циклотронным авторезонансом // Описание патента RU2760284C1. –2021.

Для цитирования:

Саввин В.Л., Казарян Г.М., Мирончиков А.Д. Влияние фазы входных колебаний на возбуждение быстрой циклотронной волны в двухрезонаторном ускорителе электронов // Журнал радиоэлектроники. – 2026. – №. 8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.8.4