ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2024. №5

УДК: 621.372.852.1

Расчет волноводного фильтра
для выделения излучения третьей гармоники
циклотронной частоты сильноточного
гиротрона Ka-диапазона

Леонтьев А.Н.¹, Минеев К.В.¹, Розенталь Р.М.^1,2

¹ ФИЦ Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН,
603950, Нижний Новгород, ул. Ульянова, 46

² Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет
имени Н.И. Лобачевского,
603022, г.Нижний Новгород, пр.Гагарина, 23

Статья поступила в редакцию 22 марта 2024 г.

Аннотация. Выполнен расчет модового фильтра круглого волновода, предназначенного для выделения TE моды высокого порядка, согласованного с ее полем. Приводится теоретическое обоснование и результаты электродинамического моделирования на примере выделения моды третьей гармоники гиротрона TE_12,4 на фоне преобладающего излучения на основной циклотронной гармонике на моде TE_4,2.

Ключевые слова: гиротрон, миллиметровое излучение, волноводный фильтр.

Финансирование: Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, грант №23-12-00161.

Автор для переписки: Минеев Кирилл Владимирович, mineevkv@ipfran.ru

Литература

1. Sidorov, A.V. Terahertz gas discharge: current progress and possible applications / A.V. Sidorov // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2022. – Vol. 55. – Art. no. 293001. – https://doi.org/10.1088/1361-6463/ac5556

2. Sidorov, A.V. THz gas discharge in nitrogen as a source of ultraviolet radiation / A.V. Sidorov, M.Yu. Glyavin, A.G. Luchinin [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – Vol. 1697. – Art. no. 012213. – https://doi.org/10.1088/1742-6596/1697/1/012213

3. Леонтьев, А.Н. Возбуждение высоких циклотронных гармоник в сильноточном релятивистском гиротроне в режиме умножения частоты / А.Н. Леонтьев, Р.М. Розенталь, Н.С. Гинзбург [и др.] // Письма в ЖТФ. – 2022. – Т. 48. – Вып. 24. – С. 11-14.

4. Леонтьев, А.Н. Умножение частоты в сильноточном релятивистском гиротроне для получения мощного излучения терагерцевого диапазона / А.Н. Леонтьев, Р.М. Розенталь, Н.С. Гинзбург [и др.] // Известия РАН. Серия физическая. – 2023. – Т. 87. – № 1. – С. 56–60.

5. Idehara, T. Frequency measurement of a submillimeter wave gyrotron output / T. Idehara, Y. Yamagishi, T. Tatsukawa // Int J Infrared Milli Waves. – 1997. – Vol. –P. 259-272. – https://doi.org/10.1007/BF02677910

6. Glyavin, M. Investigation of the Frequency Double-Multiplication Effect in a Sub-THz Gyrotron / M. Glyavin, I. Zotova, R. Rozental [et al.] // Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. – 2020. – Vol. 41. – P. 1245-1251. – https://doi.org/10.1007/s10762-020-00726-x

7. Golubiatnikov, G.Y. Sub-Terahertz High-Sensitivity High-Resolution Molecular Spectroscopy With a Gyrotron / G.Y. Golubiatnikov, M.A. Koshelev, A.I. Tsvetkov [et al.] // IEEE Trans. THz Sci. Tech. – 2020. – Vol. 10. – No. 5. – P. 502-512. – https://doi.org/10.1109/TTHZ.2020.2984459

8. Denisov, G.G. Boosted excitation of the fifth cyclotron harmonic based on frequency multiplication in conventional gyrotrons / G.G. Denisov, I.V. Zotova, A.M. Malkin [et al.] // Phys. Rev. E. – 2022. – Vol. 106. – Art. no. L023203. – https://doi.org/10.1103/PhysRevE.106.L023203

9. Братман, В.Л. Циклотронные и синхротронные мазеры / В.Л. Братман, Н.С. Гинзбург, Г.С. Нусинович [и др.] // В кн. Релятивистская высокочастотная электроника. – Горький: ИПФАН, 1979. – С. 157–216.

10. Абубакиров, Э.Б. Первые экспериментальные исследования сильноточного релятивистского гиротрона KA-диапазона с компрессией пучка в электронно-оптической системе / Э.Б. Абубакиров, А.Н. Денисенко, А.Н. Леонтьев [и др.] // Изв. вузов. Радиофизика. – 2023. – Т. 66. – № 7-8. – C. 637–644.

11. Никольский, В.В. Электродинамика и распространение радиоволн / В.В. Никольский, Т.И. Никольская: Учеб. пособие для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. – 544 с.

12. Вайнштейн, Л.А. Электромагнитные волны / Л.А. Вайнштейн. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1988. – 440 с.

Для цитирования:

Леонтьев А.Н., Минеев К.В., Розенталь Р.М. Расчет фильтра для выделения излучения третьей гармоники циклотронной частоты сильноточного гиротрона Ka-диапазона. // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – №. 5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.5.4