ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №12

УДК: 537.86, 621.373

Экспериментальное наблюдение режимов
самосинхронизации мод в гирорезонансной
лампе обратной волны с цепью обратной связи

А.А. Богдашов, М.Н. Вилков, И.Г. Гачев, Н.С. Гинзбург,
И.В. Зотова, Р.М. Розенталь, С.В. Самсонов

Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук
603950, г. Нижний Новгород, БОКС-120, ул. Ульянова, 46

Статья поступила в редакцию 18 ноября 2025 г.

Аннотация. Экспериментально получен режим импульсно-периодической генерации в гирорезонансной лампе обратной волны (ЛОВ) с цепью обратной связи, обеспечивающей высокий (на уровне 0.9) коэффициент передачи. Эксперименты проводились на базе гиро-ЛОВ диапазона 30 ГГц c рабочим пространством в виде волновода с трехзаходной гофрировкой. Частота следования импульсов с длительностью ~1.5 нс составила около 220 МГц. Дана интерпретация наблюдаемого режима как эффекта синхронизации мод кольцевого резонатора, образованного пространством взаимодействия гиро-ЛОВ и цепью обратной связи.

Ключевые слова: гирорезонансная лампа обратной волны, импульсно-периодическая генерация, цепь обратной связи, синхронизация мод.

Финансирование: Работа выполнена в рамках гранта РНФ 23-12-00291.

Автор для переписки: Вилков Михаил Николаевич, vilkovmn@ipfran.ru

Литература

1. Кладухин В. В., Храмцов С. П., Ялов В. Ю. Релятивистская лампа обратной волны с продольно-щелевым дифракционным выходом // Письма в Журнал технической физики. – 2022. – Т. 48. – №. 3. – С. 28-31. https://doi.org/10.21883/PJTF.2022.03.51979.19039

2. Xiaoze L. et al. Experimental study of a Ku-band RBWO packaged with permanent magnet // IEEE Transactions on Electron Devices. – 2019. – Т. 66. – №. 10. – С. 4408-4412. https://doi.org/10.1109/TED.2019.2936835

3. Xiao R. et al. Efficient generation of multi-gigawatt power by an X-band dual-mode relativistic backward wave oscillator operating at low magnetic field // Physics of Plasmas. – 2020. – Т. 27. – №. 4. https://doi.org/10.1063/5.0002361

4. Rostov V. V. et al. Superradiant Ka-band Cherenkov oscillator with 2-GW peak power // Physics of Plasmas. – 2016. – Т. 23. – №. 9., https://doi.org/10.1063/1.4962189

5. Ginzburg N. S. et al. Generation of electromagnetic fields of extremely high intensity by coherent summation of Cherenkov superradiance pulses // Physical review letters. – 2015. – Т. 115. – №. 11. – С. 114802. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.114802

6. Ginzburg N. S. et al. Ka-band 100-kW subnanosecond pulse generator mode-locked by a nonlinear cyclotron resonance absorber // Physical Review Applied. – 2021. – Т. 16. – №. 5. – С. 054045. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.16.054045

7. Denisov G. G., Kuzikov S. V., Savilov A. V. Q-switching in the electron backward-wave oscillator // Physics of plasmas. – 2011. – Т. 18. – №. 10. https://doi.org/10.1063/1.3644472

8. Alberti S. et al. Nanosecond Pulses in a THz Gyrotron Oscillator Operating in a Mode-Locked Self-Consistent Q-Switch Regime // Physical review letters. – 2013. – Т. 111. – №. 20. – С. 205101. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.111.205101

9. Bogomolov Y. L. et al. Nonstationary generation in free electron lasers // Optics Communications. – 1981. – Т. 36. – №. 3. – С. 209-212. https://doi.org/10.1016/0030-4018(81)90359-X

10. Levush B. et al. Theory of relativistic backward-wave oscillators with end reflectors // IEEE transactions on plasma science. – 2002. – Т. 20. – №. 3. – С. 263-280. https://doi.org/10.1109/27.142828

11. Ryskin N. M., Titov V. N. Self-modulation and chaotic regimes of generation in a relativistic backward-wave oscillator with end reflections // Radiophysics and Quantum Electronics. – 2001. – Т. 44. – №. 10. – С. 793-806. https://doi.org/10.1023/A:1013717032173

12. Розенталь Р. М., Гинзбург Н. С., Сергеев А. С. Перестройка периода автомодуляции в релятивистской ЛОВ с сильными отражениями // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. – 2007. – Т. 50. – №. 12. – С. 1043-1047

13. Тотьменинов Е. М., Ростов В. В. Генерация последовательности мощных ультракоротких микроволновых импульсов на основе эффекта сверхизлучения релятивистской лампы обратной волны с отражателями на концах пространства взаимодействия // Письма в Журнал технической физики. – 2021. – Т. 47. – №. 1. – С. 51-54. https://doi.org/10.21883/PJTF.2021.01.50460.18527

14. Тотьменинов Е. М. и др. Экспериментальная реализация способа генерации последовательности ультракоротких гигаваттных импульсов черенковского сверхизлучения с наносекундным периодом следования // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. – 2022. – Т. 115. – №. 8. – С. 479-483. https://doi.org/10.31857/S1234567822080031

15. Розенталь Р. М. и др. Перестраиваемый источник многочастотного излучения Ka-диапазона на основе импульсной гирорезонансной лампы обратной волны // Письма в Журнал технической физики. – 2021. – Т. 47. – №. 19. – С. 26-29. https://doi.org/10.21883/PJTF.2021.19.51509.18868

16. Звелто О. Принципы лазеров. – Лань, 2008.

Для цитирования:

Богдашов А.А., Вилков М.Н., Гачев И.Г., Гинзбург Н.С., Зотова И.В., Розенталь Р.М., Самсонов С.В. Экспериментальное наблюдение режимов самосинхронизации мод в гирорезонансной лампе обратной волны с цепью обратной связи. // Журнал радиоэлектроники. – 2022. – №. 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.12.2