ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2025, № 12 · ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

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

А.А. Богдашов1, М.Н. Вилков1, И.Г. Гачев1, Н.С. Гинзбург1, И.В. Зотова1, Р.М. Розенталь1, С.В. Самсонов1

1 Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2025.12.2 УДК 537.86 EDN QRXYWY

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.

  • гирорезонансная лампа обратной волны
  • ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ГЕНЕРАЦИЯ
  • цепь обратной связи
  • синхронизация мод
Abstract (in English)

Experimental observation of self-mode locking regimes in a gyro-resonant backward-wave oscillator with a feedback circuit

A pulse-periodic oscillation regime was experimentally obtained in a gyro-resonant backward-wave oscillator (BWO) with a feedback circuit providing a high (approximately 0.9) transmission coefficient. The experiments were conducted by a 30 GHz gyro-BWO with a working space in the form of a three-pass corrugated waveguide. The pulse repetition frequency, with duration of ~1.5 ns, was approximately 220 MHz. The observed regime is interpreted as a mode-locking effect in a ring resonator formed by the interaction space of the gyro-BWO and the feedback circuit.

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. – 2025. – № 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.12.2

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.