Многовидовое взаимодействие в магнетронном генераторе | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 7 декабря, печатный экземпляр отправим 11 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Парпула О. А., Поляков И. В., Ермолаев А. В. Многовидовое взаимодействие в магнетронном генераторе // Молодой ученый. — 2017. — №25. — С. 29-32. — URL https://moluch.ru/archive/159/44842/ (дата обращения: 23.11.2019).



В работе приведены исследования многовидового взаимодействия в магнетронном генераторе. Эксперименты показали, что в классическом магнетроне возможно возбуждение сразу двух паразитных видов колебаний, время существования которых сравнимо с длительностью импульса основного колебания.

Ключевые слова: магнетрон, спектр генерации, многовидовое взаимодействие, математическая модель, колебания π‑вида

С развитием науки и техники любые приборы и устройства должны совершенствоваться и изменяться для удовлетворения определенных потребностей. В современном мире конструкция магнетронных генераторов реализующего одночастотное взаимодействие достаточно хорошо исследована и не имеет путей к развитию. Очевидным шагом в развитии магнетрона является переход к конструктивным решениям, реализующим многовидовое взаимодействие.

Эксперименты показывают, что в магнетронных генераторах на ряду с основным π-видом колебаний возможно одновременное возбуждение побочного колебания вида. [1, 2]. Долгое время такие колебания считались паразитными, однако современные исследования показывают, что влияние высокочастотного побочного сигнала может приводить к ряду эффектов, применение которых в магнетронах способно существенно расширить область применения этих приборов [3]. На ряду с исследованиями, проведенными по двухвидовому взаимодействию, достаточно большой интерес вызывает многовидовое взаимодействие, т. е. одновременное возбуждение сразу трёх видов колебаний.

Для моделирования таких процессов используется преобразованная самосогласованная математическая модель магнетронного генератора, включающая в себя: уравнения движения в скрещенных электрических и магнитных полях; уравнения возбуждения электродинамической системы магнетрона; уравнения, моделирующие термоэлектронную и вторичную эмиссию с катода; уравнение Пуассона, записанное в цилиндрической системе координат, для моделирования поля пространственного заряда.

Взаимодействие видов колебаний моделируется для пространства взаимодействия и электродинамических характеристик магнетронного генератора М-155. Предполагается возможность самовозбуждения сигналов вида и вида с малой добротностью и частотами 3 ГГц и 2,01 ГГц.

Считается, что возбуждение побочных видов колебаний приводит к нестабильности работы магнетрона. Однако из рисунка 1, приведенного для спектра выходного сигнала -вида, видно, что несмотря на наличие двух побочных видов колебаний, -вида генерируется стабильно. Так же влияние колебаний побочного вида приводит к появлению в спектре сигнала π-вида гармоники с частотой 3 ГГц и комбинационной гармоники 5,45 ГГц.

Рис. 1. Спектр выходного сигнала -вида. Колебания основного -вида: норма N =7,010–15 Ф, добротность Q= 90, f=2,45 ГГц

При рассмотрении сперта выходного сигнала -вида (рисунок 2), наблюдается присутствие гармоник обоих видов: π-вида и -вида.

При этом наблюдается незначительное смещение частоты генерации-вида, его частота становится равной 2,449ГГц. Комбинационная гармоника образованная путем сложения частот π-вида и -вида: 5,449 ГГц, так же остается стабильной на всем спектре генерации выходного сигнала.

Рис. 2. Спектр выходного сигнала -вида. Колебания основного -вида: норма N =3,010–16 Ф, добротность Q= 11, f=3,00 ГГц

На рисунке 3 представлен спектр выходного сигнала -вида. Спектр не стабилен на протяжении всего сигнала и сильно зашумлен, что говорит о слабом возбуждении -вида.

Рис. 3. Спектр выходного сигнала -вида. Колебания основного -вида: норма N =3,010–16 Ф, добротность Q= 5, f=2,01 ГГц

Однако при сравнении результатов трехвидового взаимодействия с двухвидовым, наличие третьего вида колебаний дает более стабильную генерацию π-вида и -вида.

Эксперименты, проведенные с использованием математической модели магнетронного генератора, показывают, что в классическом магнетроне возможно возбуждение сразу двух паразитных видов колебаний, время существования которых сравнимо с длительностью импульса основного колебания.

При этом энергия второго паразитного вида перераспределяется и подпитывает -вид и вид, что также дает стабильную генерацию и насыщает спектр комбинационными составляющими.

Литература:

1. Ермолаев А. В. Математическое моделирование процесса конкуренции видов колебаний при возбуждении комбинационных составляющих в спектре генерации магнетрона / А. В. Ермолаев, О. А. Оленникова, И. В. Поляков // Известия ВолгГТУ. Серия «Актуальные проблемы управления, вычислительной техники и информатики в технических системах». Вып. 16: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. — № 8 (111), 2013. — C. 10–14.

2. Оленникова О. А. Исследование двухчастотных режимов генерации при взаимодействии видов колебаний в магнетронном генераторе / О. А. Оленникова, И. В. Поляков // Тезисы докладов смотра-конкурса научных, конструкторских и технологических работ студентов Волгоградского гос. технического университета, 14–17 мая 2013 г. / ВолгГТУ, Совет СНТО. — Волгоград, 2013. — C. 7–8.

3. Электронный поток в режиме одновременной генерации сигналов двух видов колебаний = Electron flow in the mode of simultaneous generation of two oscillation modes of signals / А. В. Ермолаев, О. А. Оленникова, А. Г. Шеин, И. В. Поляков // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии (КрыМиКо 2014): матер. 24-й междунар. Крымской конф., Севастополь (Крым, Россия), 7–13 сент. 2014 г. В 2 т. Т. 1 / Севастопольский нац. техн. ун-т, Крымский науч.-технол. центр им. проф. А. С. Попова [и др.]. — Москва; Киев; Минск; Севастополь, 2014. — C. 203–204.

4. Ермолаев А. В. Численная модель многочастотного взаимодействия в магнетронном генераторе [Текст] / А. В. Ермолаев // Вопросы физической метрологии: Вестник Поволжского отделения Метрологической академии России. — 1999. — Вып. 1. — с. 94–102.

Основные термины (генерируются автоматически): сигнал - вида, спектр выходного, магнетронный генератор, многовидовое взаимодействие, вид, основное - вида, комбинационная гармоника, математическая модель, одновременное возбуждение, основное колебание.


Похожие статьи

Управление спектральным составом выходного сигнала при...

Ключевые слова: магнетрон, спектр генерации, комбинационные составляющие, математическая модель, колебания π‑вида.

Влияние примесей инертного газа на режимы генерации...

Ключевые слова: магнетрон, спектр генерации, инертный газ, математическая модель, колебания π‑вида. В пространстве взаимодействия магнетронного генератора не всегда возможно добиться абсолютного вакуума...

Анализ внеполосных радиоизлучений средств связи

При наличии модуляции вместо термина «частота» имеется в виду «значение несущей частоты».)

Основные термины (генерируются автоматически): система связи, гармоника

Анализ математических моделей каналов связи с белым гауссовым шумом.

Исследование генерации второй гармоники твердотельного...

Показатель преломления для такой волны имеет вид эллипсоида.

Его схема получения второй оптической гармоники является основной.

Выходное излучение разворачивали в спектр при помощи дисперсионной призмы и фокусировали на фотопластинку.

Влияние длительности возбуждающего сигнала на форму...

Возбуждение активного элемента осуществляется импульсом электрического напряжения U(t). Требуется определить вид импульса колебательной скорости на

Математическая модель асинхронного двигателя с переменными ψm – is на выходе интегрирующих звеньев в Simulink.

Моделирование системы АИН ШИМ — асинхронный двигатель...

Рис. 4. Сравнение выходного сигнала генератора с задающим гармоническим воздействием.

Основные термины (генерируются автоматически): асинхронный двигатель, математическая модель, пилообразное напряжение, обратный преобразователь координат...

Формирование и обработка OFDM сигналов | Статья в журнале...

В этой работе используются три вида манипуляции — BPSK, QPSK и QAM-16 [5].

В ходе работы была создана математическая модель описывающая передачу, распространение, приём и обработку OFDM сигналов.

Использование вектора вторичных признаков при классификации...

Основные термины (генерируются автоматически): классифицируемый сигнал, признак, противный случай, сравнение признаков, подмножество классов, компонент признака, код огибающей сигнала, вид вектора, сильное расхождение, уровень классификации.

Моделирование теплового состояния элементов конструкции...

Рассмотрена методика моделирования теплового состояния магнетронной

Рис. 5. а) трехмерная модель внешнего вида магнитронно распылительной системы, б) упрощенная

Основные термины (генерируются автоматически): магнитная индукция, поверхность катода...

Управление спектральным составом выходного сигнала при...

Ключевые слова: магнетрон, спектр генерации, комбинационные составляющие, математическая модель, колебания π‑вида.

Влияние примесей инертного газа на режимы генерации...

Ключевые слова: магнетрон, спектр генерации, инертный газ, математическая модель, колебания π‑вида. В пространстве взаимодействия магнетронного генератора не всегда возможно добиться абсолютного вакуума...

Анализ внеполосных радиоизлучений средств связи

При наличии модуляции вместо термина «частота» имеется в виду «значение несущей частоты».)

Основные термины (генерируются автоматически): система связи, гармоника

Анализ математических моделей каналов связи с белым гауссовым шумом.

Исследование генерации второй гармоники твердотельного...

Показатель преломления для такой волны имеет вид эллипсоида.

Его схема получения второй оптической гармоники является основной.

Выходное излучение разворачивали в спектр при помощи дисперсионной призмы и фокусировали на фотопластинку.

Влияние длительности возбуждающего сигнала на форму...

Возбуждение активного элемента осуществляется импульсом электрического напряжения U(t). Требуется определить вид импульса колебательной скорости на

Математическая модель асинхронного двигателя с переменными ψm – is на выходе интегрирующих звеньев в Simulink.

Моделирование системы АИН ШИМ — асинхронный двигатель...

Рис. 4. Сравнение выходного сигнала генератора с задающим гармоническим воздействием.

Основные термины (генерируются автоматически): асинхронный двигатель, математическая модель, пилообразное напряжение, обратный преобразователь координат...

Формирование и обработка OFDM сигналов | Статья в журнале...

В этой работе используются три вида манипуляции — BPSK, QPSK и QAM-16 [5].

В ходе работы была создана математическая модель описывающая передачу, распространение, приём и обработку OFDM сигналов.

Использование вектора вторичных признаков при классификации...

Основные термины (генерируются автоматически): классифицируемый сигнал, признак, противный случай, сравнение признаков, подмножество классов, компонент признака, код огибающей сигнала, вид вектора, сильное расхождение, уровень классификации.

Моделирование теплового состояния элементов конструкции...

Рассмотрена методика моделирования теплового состояния магнетронной

Рис. 5. а) трехмерная модель внешнего вида магнитронно распылительной системы, б) упрощенная

Основные термины (генерируются автоматически): магнитная индукция, поверхность катода...

Похожие статьи

Управление спектральным составом выходного сигнала при...

Ключевые слова: магнетрон, спектр генерации, комбинационные составляющие, математическая модель, колебания π‑вида.

Влияние примесей инертного газа на режимы генерации...

Ключевые слова: магнетрон, спектр генерации, инертный газ, математическая модель, колебания π‑вида. В пространстве взаимодействия магнетронного генератора не всегда возможно добиться абсолютного вакуума...

Анализ внеполосных радиоизлучений средств связи

При наличии модуляции вместо термина «частота» имеется в виду «значение несущей частоты».)

Основные термины (генерируются автоматически): система связи, гармоника

Анализ математических моделей каналов связи с белым гауссовым шумом.

Исследование генерации второй гармоники твердотельного...

Показатель преломления для такой волны имеет вид эллипсоида.

Его схема получения второй оптической гармоники является основной.

Выходное излучение разворачивали в спектр при помощи дисперсионной призмы и фокусировали на фотопластинку.

Влияние длительности возбуждающего сигнала на форму...

Возбуждение активного элемента осуществляется импульсом электрического напряжения U(t). Требуется определить вид импульса колебательной скорости на

Математическая модель асинхронного двигателя с переменными ψm – is на выходе интегрирующих звеньев в Simulink.

Моделирование системы АИН ШИМ — асинхронный двигатель...

Рис. 4. Сравнение выходного сигнала генератора с задающим гармоническим воздействием.

Основные термины (генерируются автоматически): асинхронный двигатель, математическая модель, пилообразное напряжение, обратный преобразователь координат...

Формирование и обработка OFDM сигналов | Статья в журнале...

В этой работе используются три вида манипуляции — BPSK, QPSK и QAM-16 [5].

В ходе работы была создана математическая модель описывающая передачу, распространение, приём и обработку OFDM сигналов.

Использование вектора вторичных признаков при классификации...

Основные термины (генерируются автоматически): классифицируемый сигнал, признак, противный случай, сравнение признаков, подмножество классов, компонент признака, код огибающей сигнала, вид вектора, сильное расхождение, уровень классификации.

Моделирование теплового состояния элементов конструкции...

Рассмотрена методика моделирования теплового состояния магнетронной

Рис. 5. а) трехмерная модель внешнего вида магнитронно распылительной системы, б) упрощенная

Основные термины (генерируются автоматически): магнитная индукция, поверхность катода...

Управление спектральным составом выходного сигнала при...

Ключевые слова: магнетрон, спектр генерации, комбинационные составляющие, математическая модель, колебания π‑вида.

Влияние примесей инертного газа на режимы генерации...

Ключевые слова: магнетрон, спектр генерации, инертный газ, математическая модель, колебания π‑вида. В пространстве взаимодействия магнетронного генератора не всегда возможно добиться абсолютного вакуума...

Анализ внеполосных радиоизлучений средств связи

При наличии модуляции вместо термина «частота» имеется в виду «значение несущей частоты».)

Основные термины (генерируются автоматически): система связи, гармоника

Анализ математических моделей каналов связи с белым гауссовым шумом.

Исследование генерации второй гармоники твердотельного...

Показатель преломления для такой волны имеет вид эллипсоида.

Его схема получения второй оптической гармоники является основной.

Выходное излучение разворачивали в спектр при помощи дисперсионной призмы и фокусировали на фотопластинку.

Влияние длительности возбуждающего сигнала на форму...

Возбуждение активного элемента осуществляется импульсом электрического напряжения U(t). Требуется определить вид импульса колебательной скорости на

Математическая модель асинхронного двигателя с переменными ψm – is на выходе интегрирующих звеньев в Simulink.

Моделирование системы АИН ШИМ — асинхронный двигатель...

Рис. 4. Сравнение выходного сигнала генератора с задающим гармоническим воздействием.

Основные термины (генерируются автоматически): асинхронный двигатель, математическая модель, пилообразное напряжение, обратный преобразователь координат...

Формирование и обработка OFDM сигналов | Статья в журнале...

В этой работе используются три вида манипуляции — BPSK, QPSK и QAM-16 [5].

В ходе работы была создана математическая модель описывающая передачу, распространение, приём и обработку OFDM сигналов.

Использование вектора вторичных признаков при классификации...

Основные термины (генерируются автоматически): классифицируемый сигнал, признак, противный случай, сравнение признаков, подмножество классов, компонент признака, код огибающей сигнала, вид вектора, сильное расхождение, уровень классификации.

Моделирование теплового состояния элементов конструкции...

Рассмотрена методика моделирования теплового состояния магнетронной

Рис. 5. а) трехмерная модель внешнего вида магнитронно распылительной системы, б) упрощенная

Основные термины (генерируются автоматически): магнитная индукция, поверхность катода...

Задать вопрос