Генераторы стохастических колебаний на ЛОВ-клинотроне для систем скрытной связи, радиопротиводействия и радиомаскировки в миллиметровом диапазоне

Описаны результаты экспериментальных исследований нескольких способов возбуждения шумовых колебаний на ЛОВ-клинотроне в миллиметровом диапазоне радиоволн. Приведены электрические режимы и характеристики шумовых сигналов в зависимости от ряда параметров колебательных систем. Сделан сравнительный анал...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2007
Автор:	Ефимов, Б.П.
Формат:	Стаття
Мова:	Російська
Опубліковано:	Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України 2007
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10894
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Генераторы стохастических колебаний на ЛОВ-клинотроне для систем скрытной связи, радиопротиводействия и радиомаскировки в миллиметровом диапазоне / Б.П. Ефимов // Радіофізика та електроніка. — 2007. — Т. 12, спец. випуск. — С. 109-116. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860064215648174080
author	Ефимов, Б.П.
author_facet	Ефимов, Б.П.
citation_txt	Генераторы стохастических колебаний на ЛОВ-клинотроне для систем скрытной связи, радиопротиводействия и радиомаскировки в миллиметровом диапазоне / Б.П. Ефимов // Радіофізика та електроніка. — 2007. — Т. 12, спец. випуск. — С. 109-116. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
collection	DSpace DC
description	Описаны результаты экспериментальных исследований нескольких способов возбуждения шумовых колебаний на ЛОВ-клинотроне в миллиметровом диапазоне радиоволн. Приведены электрические режимы и характеристики шумовых сигналов в зависимости от ряда параметров колебательных систем. Сделан сравнительный анализ спектральных характеристик разработанных макетов в миллиметровом диапазоне. В роботі описані результати експериментальних досліджень декількох шляхів збудження шумових коливань на ЛЗХ-клінотроні у міліметровому діапазоні радіохвиль. Наведені електричні режими та характеристики шумових сигналів у залежності від ряду параметрів коливальних систем. Зроблено порівняльний аналіз спектральних характеристик розроблених макетів в міліметровому діапазоні. The experimental results of different ways of an excitation of noise radiation in BWT-Clinotron in mm range are described in this paper. The electrical regimes and characteristics of noise radiation depending on several parameters of oscillating system are given. There is comparative analysis of spectral characteristics of developed devices in millimeter wave range.
first_indexed	2025-12-07T17:06:48Z
format	Article
fulltext	__________ ISSN 1028-821X Радиофизика и электроника, том 12, спец. вып., 2007, с. 109-116 © ИРЭ НАН Украины, 2007 УДК 551.594 ГЕНЕРАТОРЫ СТОХАСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ НА ЛОВ-КЛИНОТРОНЕ ДЛЯ СИСТЕМ СКРЫТНОЙ СВЯЗИ, РАДИОПРОТИВОДЕЙСТВИЯ И РАДИОМАСКИРОВКИ В МИЛЛИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ Б. П. Ефимов Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова, НАН Украины 12, ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085, Украина Е-mail: jean@ire.kharkov.ua Описаны результаты экспериментальных исследований нескольких способов возбуждения шумовых колебаний на ЛОВ- клинотроне в миллиметровом диапазоне радиоволн. Приведены электрические режимы и характеристики шумовых сигналов в зависимости от ряда параметров колебательных систем. Сделан сравнительный анализ спектральных характеристик разработанных макетов в миллиметровом диапазоне. Ил. 11. Библиогр.: 15 назв. Ключевые слова: ЛОВ-клинотрон, миллиметровый диапазон, электронный пучок, шумовые колебания, спектр излучения. Системы радиосвязи, использующие для передачи сложные шумовые сигналы, обладают рядом важных преимуществ, обеспечивающих скрытность передачи информации за счет работы под шумами, возможность работы в одной полосе частот нескольких каналов радиосвязи на основе кодового разделения сигналов, большую скорость передачи информации, а также способность эф- фективной борьбы с сосредоточенными по спект- ру мешающими воздействиями различного про- исхождения. Кроме того, одновременно с переда- чей полезного сигнала создаются эффективные шумовые помехи. Проблема создания систем ра- диосвязи связана с формированием эффективно управляемых мощных стохастических колебаний в широком частотном диапазоне. Для этого пред- ложено использовать модулированные стохасти- ческие сигналы как по мощности, так и по поло- жению спектра. Особый интерес вызывают сис- темы связи в новых более коротковолновых диа- пазонах, особенно в миллиметровом диапазоне. Для их функционирования необходимы источни- ки широкополосных сигналов с управляемыми параметрами [1]. Для систем радиопротиводействия и ра- диомаскировки в шумовой радиолокации широко используются генераторы шума сантиметрового диапазона. В результате этих работ, проводимых в этом направлении с 1964 г., были выяснены не- которые пути построения прямошумовых прибо- ров, использующих неустойчивость системы плазма - пучок, неустойчивость облака простран- ственного заряда при наличии флуктуаций в цепи обратной связи усилителей [2-3]. На сегодняшний день успешно осваивается диапазон миллиметро- вых волн. В связи с этим разработка генераторов шума в этом диапазоне также является задачей актуальной. До настоящего времени продолжаются интенсивные исследования процессов возбужде- ния стохастических колебаний (СК) в детермини- рованных диссипативных структурах с глубокой нелинейностью [4-8] и поиск эффективных сис- тем возбуждения шумов. Физические принципы возбуждения таких колебаний в электронно- волновых системах на ЛОВ и ЛБВ с внешней об- ратной связью и флуктуирующим нелинейным элементом разработаны достаточно подробно [3]. Выявлены и трудности, вызванные спецификой построения генераторов СК в миллиметровом диапазоне. Целью настоящей работы являются ис- следования методов возбуждения СК как на объ- емных, так и на поверхностных волнах в систе- мах со слабой и сильной резонансностью на ос- нове ЛОВ-клинотрона и его модификаций с резо- натором поверхностной волны (РПВ). 1. Генератор шума на ЛОВ с РПВ с многослойным электронным потоком. Иссле- дуется новый прибор, являющийся генератором шума миллиметрового диапазона с высоким уровнем интегральной мощности излучения, с небольшими геометрическими размерами конст- рукции, с низкими стартовыми режимами возбу- ждения шумовых колебаний. Сущность работы прибора заключается в обогащении электронного потока шумовыми компонентами волн пространственного заряда с последующим их усилением, используя механизм электронно-волнового взаимодействия, обла- дающего высоким коэффициентом усиления [9, 10]. Электронный поток конечного сечения разбивается на слои с разной скоростью и плот- ностью электронного тока и вбрасывается в резо- натор медленных волн. Режим скольжения элек- тронных слоев достигается за счет разных уско- ряющих напряжений. Электронные слои распола- гаются над периодической структурой пропор- ционально возрастанию в них плотности тока. При этом каждый предыдущий слой оказывается в поле более "сильном", чем то, которое бы он создал один в колебательной системе. Это об- Б. П. Ефимов / Генераторы стохастических колебаний… _________________________________________________________________________________________________________________ 110 стоятельство приводит к глубокой "перемодуля- ции" более нижних электронных пучков, приле- гающих к замедляющей системе. Таким образом, электронные слои в поле резонатора являются нелинейными элементами, с помощью которых сигнал, возникающий в колебательной системе, превращается в шумовой. Вместо внешней цепи обратной связи, создающей неустойчивость сис- темы с многими степенями свободы, использует- ся РПВ. Конструктивно прибор (см. рис. 1) состо- ит из двух корпусов 1 и 2, в которых размещают- ся электронно-оптические системы 3 и 4, пред- ставляющие собой диодные пушки, формирую- щие ленточные электронные потоки сечением 5,0 0,3 мм 2 . Фокусировка пучков осуществляет- ся однородным магнитным полем с направлением силовых линий, совпадающих с направлением скоростей электронных потоков. Колебательная система прибора состоит из призматического ре- зонатора 6 (отрезок прямоугольного волновода сечением 5,5 11,0 мм 2 ) и гребенчатой замед- ляющей системы 5 (период 0,5 мм, глубина резо- натора 1,97 мм), закороченной узкими стенками волновода 6. Фланец 7 служит вакуумной защи- той прибора. Для водяного охлаждения в корпу- сах 1 и 2 изготовлен канал 8, соединенный с на- ружными оливками. В пространство взаимодей- ствия через окна в узких стенках волновода 6 вбрасываются встречные электронные пучки с разной скоростью и плотностью электронного тока, возбуждающие шумовые колебания в мил- лиметровом диапазоне. По волноводу 6 шумовые колебания поступают в нагрузку, либо излучают- ся в свободное пространство. Рис. 1. Конструкция генератора шума на ЛОВ с РПВ Схематически рис. 2 поясняет, как прак- тически реализуется описанный механизм в сис- теме решетка - многослойный пучок. Для просто- ты рассмотрим взаимодействие только двух пуч- ков 1 и 2 с полем решетки в предположении, что мощность пучка 2 больше мощности пучка 1. Из рис. 2 видно, что в этом случае менее мощный слой 1, дрейфует между периодической решеткой и слоем 2. Оказавшись в существенно более сильном поле, чем то, которое он может возбу- дить сам, он становится сильно перемодулиро- ванным. Взаимодействие такого луча с волной осуществляется в нелинейном режиме. Рис. 2. Модель генератора шума с многослойным электрон- ным потоком Таким образом, картина образования шумового сигнала может быть представлена сле- дующим образом. Уровень начальных шумов в пучке усиливается за счет электронно-волнового взаимодействия. Из шумового спектра выделяют- ся собственные частоты колебательной системы, которые при осGK ≥ 1 ( G - коэффициент усиле- ния; осK - коэффициент обратной связи) не явля- ются неустойчивыми, и под влиянием шумовых флуктуаций будут иметь место переходы, так как все состояния - равновероятны. Эти переходы носят случайный характер, и имеет место слож- ный закон амплитудной и фазовой модуляции. Нарастание шумовых колебаний до стационарно- го уровня ограничивается потерями в системе. Нами проведено экспериментальное ис- следование генератора шума, изображенного на рис. 1. Шумовой сигнал 8-мм диапазона, излу- чаемый генератором, принимался анализатором спектра ИВ-66. Ускоряющие напряжения, пода- ваемые на аноды первой и второй пушек, равны 1650 и 1600 В. Анодные токи генератора регули- ровались изменением напряжения накала и в ре- жиме генерации шумового сигнала составляли соответственно 40 и 25 мА. Фокусировка элек- тронных пучков осуществлялась однородным магнитным полем с напряженностью H = 2500 Э. Исследуемый генератор мог работать в режиме возбуждения гармонического сигнала на zE Z 3V u 2V 1V1 2 3 7 65 4 2 3 8 1 Б. П. Ефимов / Генераторы стохастических колебаний… _________________________________________________________________________________________________________________ 111 волне 8,6 мм c односкоростным потоком и в ре- жиме шумового сигнала с многоскоростным электронным потоком. Измеренная с помощью анализатора спектра полоса шума составляла 20 Мгц. Уровень интегральной мощности шумов ~ 0,5 Вт. Спектральная плотность шумов ~ 25 мВт/МГц. Общий вид спектра шумового из- лучения приведен на фотографии рис. 3. Рис. 3. Спектр шумового сигнала на выходе прибора Анализ работы нового источника излуче- ния СВЧ шумов показал возможность создания в миллиметровом диапазоне весьма перспективного генератора шума, интегральная мощность излуче- ния которого близка к мощности насыщения гар- монического сигнала. Относительно высокий КПД прибора позволяет надеяться на его перспектив- ность также в субмиллиметровом диапазоне. 2. Шумовые колебания в ЛОВ- клинотроне с лестничной структурой в режи- ме синхронизации электронного пучка с нуле- вой пространственной гармоникой. Необходи- мым условием для построения шумотрона явля- ется наличие мощного широкополосного усили- теля. К сожалению, в настоящее время в милли- метровом диапазоне длин волн усилители с соот- ветствующими качествами не разработаны. Большую широкополосность имеют ЛБВ со спи- ральной замедляющей системой. Однако в мил- лиметровом диапазоне поперечные размеры спи- рали оказываются настолько малыми, что допус- тимо использование лишь тонких электронных пучков, вследствие чего мощность таких усили- телей очень мала. Замедляющие системы, позво- ляющие использовать мощные электронные пуч- ки, обычно обладают сильной дисперсией. Уси- лители с такими замедляющими системами ока- зываются узкополосными и плохо работают в схеме шумотрона. Ранее нами проводилось ис- следование работы ЛОВ с замедяющей системой гребенчатого типа в схеме с внешней петлей об- ратной связи. Было отмечено возбуждение мно- гочастотного режима генерации. Наблюдался также шумовой режим, но он оказался чрезвы- чайно неустойчивым. Малые изменения парамет- ров питания или нагрузки приводили к срыву шумового режима. В настоящем разделе приве- дены результаты разработки экспериментального генератора шума в 8-мм диапазоне на основе ЛОВ с замедляющей системой лестничного типа. В результате проведенных исследований показа- но, что в режиме синхронизма электронного по- тока с прямой волной в приборе с замедляющей системой лестничного типа возможно возбужде- ние устойчивого шумового режима. Конструкция прибора схематически изо- бражена на рис. 4. Прибор состоит из электрон- ной пушки, замедляющей системы с двумя выво- дами энергии и коллектора. Корпус прибора и коллектор охлаждаются проточной водой. Диод- ная пушка формирует ленточный пучок сечением 0,2 4 мм 2 . Для фокусировки пучка используется продольное магнитное поле. Замедляющая система представляет собой волновод Н-образного сече- ния, в который помещена периодическая структу- ра лестничного типа. Размеры замедляющей сис- темы в миллиметрах следующие (см. рис. 4,б): общая длина - 47; период T = 0,3; d = 0,1; l = 4; L = 5; Б = 0,1; 1W = 0,25; 2W = 3,25, 1h = 2; 2h = 15. Выводы энергии представляют собой волноводы переменного сечения, связанные с концами за- медляющей системы (при работе прибора в ре- жиме ЛБВ). Для получения петли обратной свя- зи оба вывода энергии соединялись между собой волноводом. При построении схемы шумотрона нами не использовался отдельный нелинейный элемент в цепи обратной связи. Роль нелинейно- го элемента выполнял сам электронный прибор, поскольку фазовый сдвиг при прохождении сиг- нала через прибор сильно зависит от амплитуды и частоты сигнала. а) б) Рис.4. Конструкция генератора шума на ЛОВ с лестничной периодической структурой 1h 2h L l d T Б 1W 2W Б. П. Ефимов / Генераторы стохастических колебаний… _________________________________________________________________________________________________________________ 112 На рис. 5 показана дисперсионная харак- теристика прибора в виде зависимости генери- руемой длины волны от ускоряющего напряже- ния (кривая помечена кружками). Область вблизи значений напряжения U =1340 B соответствует фазовому сдвигу на период структуры . λ,мм 8,7 ( )U 8,8 ( )P 8,5 8,4 8,3 8,2 0 1000 2000 3000 ( )u l 0 0,5 1 Рис. 5. Дисперсионная характеристика прибора При напряжениях U <U осуществляет- ся синхронизм электронного потока с -1-й про- странственной гармоникой и прибор работает как ЛОВ. При U >U имеет место синхронизм с ос- новной (нулевой) пространственной гармоникой и прибор работает как ЛБВ. При напряжениях Uш=1670 или Uш=1680 В в системе генерировался шумовой сигнал с полосой частот около 80 МГц и с интегральной мощностью порядка сотен милли- ватт (рис.6, б, г, е). При других значениях уско- ряющего напряжения в системе устанавливался многочастотный режим или возбуждались моно- хроматические колебания (рис. 6, а, в, д). Облас- ти, в которых наблюдалась генерация, показаны на рис. 5. Для возбуждения шумового режима не- обходимо обеспечить подачу мощного сигнала на вход ЛБВ по цепи обратной связи. Чтобы вы- полнить это условие, выходные волноводы должны быть достаточно хорошо согласованы с концами замедляющей системы. На рис. 5 пока- зано изменение с частотой коэффициента отра- жения ρ от вывода у пушечного конца экспери- ментальной лампы при подсоединении к друго- му выводу энергии согласованной нагрузки. Видно, что наилучшее согласование, соответст- вующее минимальному коэффициенту отраже- ния, получилось при λ ≈ 8,27 мм. Именно в этой области наблюдалось устойчивое возбуждение шумового режима. (а) (б) (в) (г) (д) (е) Рис. 6. Динамика превращения монохроматических колебаний в шумовые Следует отметить, что для повышения эффективности взаимодействия электронного потока с поверхностной волной нам приходилось использовать клинотронный режим работы при- бора, когда параллельность пучка и замедляющей системы слегка нарушалась, и пучок частично рассеивался на замедляющей системе. Вследствие этого накладывались ограничения на ток пучка, поскольку возможно оплавление и разрушение замедляющей системы. Рабочий ток не превышал 70 мА. 3. Возбуждение стохастических коле- баний в миллиметровом диапазоне путѐм син- хронизации автоколебаний резонансной ЛОВ внешним стохастическим сигналом 3-см диа- пазона волн. Экспериментально был исследован один из перспективных методов возбуждения стохастических колебаний в миллиметровом диа- пазоне волн путѐм синхронизации автоколебаний резонансной ЛОВО узкополосным стохастиче- ским сигналом 3-см диапазона. Экспериментальный макет (рис. 7) пред- ставлял собой две последовательно расположен- ные секции суммарной длиной до 50 мм, возбу- ждаемые общим ленточным электронным пото- ком. Первая секция служит для модуляции элек- Б. П. Ефимов / Генераторы стохастических колебаний… _________________________________________________________________________________________________________________ 113 тронного потока 3-см стохастическим сигналом. Она выполнена в виде резонансной ЛОВО, пе- риодическая структура которой для исключения одновременного возбуждения обеих секций уда- лялась от оси прибора (на рис. 7 - вниз). Выход- ной секцией служила резонансная ЛОВО- клинотрон миллиметрового диапазона, рабо- тающая в режиме синхронизации генерируемых ею колебаний по электронному потоку. Для это- го соответствующим расчѐтам дисперсионных характеристик периодических структур, выпол- ненных в виде гребѐнок в волноводе, была обес- печена работа обеих секций в заданных диапа- зонах при одинаковых ускоряющих напряжени- ях. Для исключения взаимного влияния элек- тронный поток проходил из модулирующей сек- ции в выходную через запредельное отверстие, обеспечивающее затухание мощности миллимет- ровых колебаний не менее 20 дБ. Рис. 7. Макет 2-х каскадного генератора: 1 - электронная пуш- ка; 2 - первая секция; 3 - вторая секция; 4 - подвод СВЧ энер- гии; 5 - вывод СВЧ энергии Соответствующей юстировкой макета в постоянном магнитном поле можно было пооче- рѐдно возбуждать автоколебания в обеих секци- ях. Это позволило экспериментально снять их дисперсионные характеристики, которые приве- дены на рис. 8. Видно, что необходимые для синхронизации условия с достаточной точно- стью выполняются в окрестностях ускоряющих напряжений 2,2 и 3,1 кВ. Приведенная на этом же рисунке зависимость КСВ входного устрой- ства модулирующей секции от длины волны по- казывает, что наиболее эффективный ввод моду- лирующего сигнала будет на частотах, соответ- ствующих ускоряющему напряжению порядка 2,2 кВ (КСВ имеет минимум). Кроме этого, при данном напряжении фазовый набег поля на од- ной ячейке периодической структуры примерно равен 0,5∙π, что обеспечивает, как показывает эксперимент, наиболее эффективное взаимодей- ствие электромагнитного поля 8-мм секции с электронным потоком. Широкополосные стохастические коле- бания 3-см диапазона получали с помощью ма- ломощного шумотрона. Так как модулирующая секция макета узкополосная, то для повышения спектральной плотности модулирующего сигнала колебания шумотрона подавались на полосовой фильтр (полоса пропускания на уровне 3 дБ, что составляет 0,4% от средней частоты) и усилива- лись мощной ЛБВО в режиме максимального КПД. Наблюдалось преобразование спектраль- ных характеристик усиливаемого узкополосного стохастического сигнала [11]. 3 6 8,25 3,3 8,0 3,2 7,75 3,1 7,5 3,0 1,4 1,9 2,4 2,9 0U ,кв Рис. 8. Дисперсионные характеристики 3-см и 8-мм секций. Зависимость КСВ входного устройства модулирующей сек- ции от длины волны Измерительная схема позволяла опреде- лять интегральные мощности модулирующего сигнала и синхронизированных колебаний 8-мм ЛОВ-клинотрона. С помощью панорамного ана- лизатора спектра С4-60 измерялись спектраль- ные характеристики стохастических колебаний. Постоянная времени входных цепей анализатора спектра делалась сравнительно большой, поэто- му наблюдаемые спектры фактически являются огибающей стохастического процесса. Масштаб одного деления развѐртки анализатора составлял 0,13% от средней частоты. Результаты исследо- ваний динамики спектра колебаний представле- ны на рис. 9. Фотографии спектров (рис. 9), иллюст- рируют трансформацию спектра синхронизиро- ванных колебаний 8-мм генератора с ростом тока пучка при фиксированном уровне модули- рующего сигнала. При повышенных значениях 1 2 3 4 5 eV ,см,мм КСВ 8 мм секция 3см секция Б. П. Ефимов / Генераторы стохастических колебаний… _________________________________________________________________________________________________________________ 114 рабочего тока происходит существенное расши- рение спектра колебаний. Одновременно увели- чивается мощность 8-мм колебаний, так как происходит более эффективное взаимодействие узкополосного сигнала с электронным пучком в результате его дополнительного усиления в мо- дулирующей секции. а) б) в) Рис. 9. Динамика изменния спектра колебаний с ростом тока в пучке: PM=0,19; а) - I0 /Icm=1,3; б) - I0 /Icm=1,6; в) - I0 /Icm=3 На рис. 10 показано, к чему приводит увеличение уровня модулирующего сигнала при фиксированном большом значении тока пучка. Спектр колебаний заметно расширяется, однако, интегральная мощность выходного сигнала не- сколько снижается. а) б) в) г) Рис. 10. Трансформация спектра колебаний с увеличением мощности накачки: I0 /Icm=3; а) - РМ=0,1; б) - РМ=0,19; в) - РМ=0,52; г) - РМ=1,0 Зависимость ширины спектра выходных колебаний по отношению к средней частоте 0/f f и мощности 8-мм стохастических колеба- ний ЛОВ Р8 от мощности модулирующего сигна- ла РМ при различных токах пучка приведены на рис. 11. Б. П. Ефимов / Генераторы стохастических колебаний… _________________________________________________________________________________________________________________ 115 P8, отн.ед. 0,8 0,4 0,2 1,6 1,3 0 0,2 0,4 0,8 0,6 0,6 0 0,1 0,2 0,3 0,4 1,6 1,3 P I I8 0, т / c =3 f f , I I / 0 0 / ст =3 f f , / 0 % Pм, отн.ед. Рис. 11. Зависимость ширины спектра выходных колебаний по отношению к средней частоте Δf /f0 и мощности миллиметро- вых колебаний Р8 от мощности модулирующего сигнала РМ при различных токах пучка I0/I cт При больших рабочих токах пучка шири- на спектра выходных колебаний в несколько раз превышает ширину спектра модулирующего сиг- нала. В первую очередь это связано с тем, что четвѐртая гармоника тока пучка, возникающая в результате модуляции и нелинейного усиления входного стохастического сигнала, имеет абсо- лютную величину ширины спектра в четыре раза большую, чем основная гармоника. Кроме того, к расширению спектра выходного сигнала приво- дит его трансформация на нелинейной характери- стике 8-мм секции. Отметим, что максимальная ширина спектра синхронизированных миллимет- ровых колебаний значительно превышает полосу синхронизации резонансной ЛОВО монохрома- тическим сигналом. Уменьшение выходной мощности с рос- том РМ характерно для работы автогенераторов в режиме синхронизации обертоном внешних ко- лебаний. Кроме того, имеется ещѐ один механизм уменьшения мощности миллиметровых колеба- ний [12] - это увеличение разброса скоростей электронов пучка на входе миллиметровой ЛОВ в результате его предварительной модуляции сто- хастическим сигналом. В итоге, при значениях РМ, больших 0,8, автоколебания выходной секции практически подавлены, и наступает менее эф- фективный режим умножения частоты. Отметим, что существенное расширение спектра 8-мм стохастических колебаний и увели- чение их интегральной мощности до мощности автоколебаний ЛОВ следует ожидать при работе выходной секции в более нелинейном режиме, чем удалось реализовать в данной работе. В этом случае режим синхронизации сменяется более эффективным режимом стохастической автомо- дуляции, возникающим в автоколебательных сис- темах, работающих при внешнем воздействии сигнала большой амплитуды [13]. Выводы. Таким образом, рассмотрены многопучковые нелинейные структуры на основе РПВ с запаздыванием реакции системы на начало действия нелинейности по быстрой волне. Пока- зано, что сценарии перехода от порядка к хаосу имеют универсальный характер и вызваны эф- фектами перегруппировки электронов в поле волны большой амплитуды. Приведены результаты исследований ге- нератора стохастических колебаний миллиметро- вого диапазона, в основу которого положено яв- ление умножения спектральных составляющих внешнего стохастического модулирующего сиг- нала при взаимодействии с электронным пото- ком. Генератор СК содержит две секции: первая является модулятором, а вторая работает в режи- ме синхронизации 8-мм колебаний по электрон- ному потоку. Показана возможность получения стохастических колебаний в миллиметровом диа- пазоне с полосой 300 МГц и мощностью порядка автоколебаний. Исследованы шумовые колебания в ЛОВ- клинотроне с лестничной структурой в режиме синхронизации электронного пучка с нулевой пространственной гармоникой Полученные экспериментальные резуль- таты показывают принципиальную возможность разработки шумотронов в миллиметровом диапа- зоне длин волн [14-15]. Предполагается проводить дальнейшие исследования с целью расширения полосы частот генерируемого шумового сигнала и повышения его мощности. Одним из путей повышения мощ- ности является использование нескольких пучков и нескольких лестничных систем, расположенных параллельно друг другу. Улучшение фокусировки электронного пучка позволит увеличить ток а также повысить генерируемую мощность. Пер- спективным может оказаться использование при- боров с замедляющей системой гребенчатого ти- па при работе в режиме синхронизма с прямыми гармониками. На гребенчатых замедляющих сис- темах допустимо рассеивание электронных пучков значительной мощности, благодаря чему в прибо- рах с замедляющими системами такого типа в миллиметровом диапазоне возможна генерация сигналов с мощностью порядка десятков ватт. В исследовании способов возбуждения стохастических сигналов и разработках генера- торов шума ММД принимали участие Б. Я. Кривицкий, М. В. Мильчо, В. А. Ракитянский, А. П. Попов. Б. П. Ефимов / Генераторы стохастических колебаний… _________________________________________________________________________________________________________________ 116 1. Быстров Р. П., Меркин А. А., Хлопов Г. И. Шестопа- лов В. П. Активные радиолокационные системы обнару- жения наземных объектов с передачей информации // Электронные волны и электронные системы. - 1997. - 2, №3. - С.75-77. 2. Афанасьев В. В., Трубецков Д. И. Динамический хаос в электронных сверхвысоко-частотных приборах // Обзоры по электронной технике. Сер.1. Электроника СВЧ. - 1991. - 3, №1, - С.15-21. 3. Кислов В. Я. Теоретический анализ шумоподобных коле- баний в электронно-волновых системах и автогенераторх с запаздыванием // Лекции по электронике ВЧ и радиофи- зике. 5-я зимняя школа-семинар инженеров. - Кн. 5. - Са- ратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1981. - С.78-117. 4. Кузнецов С. П. Сложная динамика генераторов с запазды- вающей обратной связью // Изв. вузов. Радиофизика. - 1982. - 25, №12, - С.1410-1428. 5. Безруко Б. П., Булгакова Л. П., Кузнецов С. П. Трубец- ков Д. И. Экспериментальное и теоретическое исследова- ние стохастических автоколебаний в лампе обратной вол- ны // Лекции по электронике СВЧ и радиофизике. - Кн. 5. - Саратов: Изд-во СГУ, 1980. - С.25-77. 6. Безруко Б. П., Булгакова Л. П., Кузнецов С. П, Трубец- ков Д. И. Стохастические авто колебания и неустойчи- вость в лампе обратной волны // Радиотехника и электро- ника. - 1983. - 28, №6. - С.1136-1139. 7. Дмитриев А. С., Кислов В. Я. Стохастические колебания в автогенераторе с инерционным запаздыванием первого порядка // Радиотехника и электроника. - 1984. - 29, №12. - С.2389-2398. 8. Дмитриев А. С., Кислов В. Я, Спиро А. Г. Хаотические колебания в неавтономном генераторе с реактивной не линейностью // Радиотехника и электроника. - 1983. - 28, №12. - С.2430-2439. 9. Шевчик В. И., Шведов Г. Й., Соболева А. В. Волновые и колебательные явления в электронных потоках на сверх- высоких частотах. - Изд-во Саратовского университета. - 1962. - 373 с. 10. Лопухин В. М., Рошаль А. С. Электроннолучевые парамет- рические усилители. - М.: Сов. радио, 1968. - 240 с. 11. Ефимов Б. П., Ракитянский В. А., Шестопалов В. П. Уси- ление узкополосных стохастических сигналов широкопо- лосной ЛБВО // Письма в Журн. техн. физики. - 1985. - 11, №12. - С.729-733. 12. Chang N. C., Slaw A. W., Watkins D. A. // IRE Trans. - 1959. - 6, №4. - 437 р. 13. Гапонов А. В., Рабинович М. И., Шапиро М. Ф. Возмож- ный механизм стохастизации пульсаций интенсивности излучения ОКГ // Вест. Моск. ун-та. Сер. Физика. Астро- номия. - 1978. - 19, №4. - С.125-136. 14. Yefimov B. P., Rakityansky B. A., Kulemin G. P. Noise genera- tors of MM-band radiowaves at Backward wave oscillators // Int. J. Infrared and Millimeter Waves. - 1999. - 20, №9. - Р.37-41. 15. Кивва Ф. В., Ефимов Б. П., Ракитянский В. А., Миль- чо М. В. Генераторы стохастических колебаний для сис- тем скрытой связи мм-диапазона радиоволн / Труды 3-й Межд. конф. и выставки «Спутниковая связь». – Москва. 1998. - С.127-130. STOHASTIC OSCILLATOR ON BWT-CLINOTRON FOR HIDEN COMUNICATION SYSTEMS, ELECTRONIC COUNTER MEASURE AND RADIOMASKING IN MILLIMETER RANGE B. P. Yefimov The experimental results of different ways of an excitation of noise radiation in BWT-Clinotron in mm range are described in this paper. The electrical regimes and characteristics of noise radiation depending on several parameters of oscillating system are given. There is comparative analysis of spectral characteristics of devel- oped devices in millimeter wave range. Key-words: BWT-clinotron, millimeter range, electron beam, noise radiation, radiation spectrum. ГЕНЕРАТОРИ СТОХАСТИЧНИХ КОЛИВАНЬ НА ЛЗХ-КЛІНОТРОНІ ДЛЯ СИСТЕМ СКРИТНОГО ЗВ’ЯЗКУ, РАДІОПРОТИДІЇ ТА РАДІОМАСКУВАННЯ У МІЛІМЕТРОВОМУ ДІАПАЗОНІ Б. П. Єфімов В роботі описані результати експериментальних до- сліджень декількох шляхів збудження шумових коливань на ЛЗХ-клінотроні у міліметровому діапазоні радіохвиль. Наве- дені електричні режими та характеристики шумових сигналів у залежності від ряду параметрів коливальних систем. Зроб- лено порівняльний аналіз спектральних характеристик розро- блених макетів в міліметровому діапазоні. Ключові слова: ЛЗХ-клінотрон, міліметровий діа- пазон, електронний пучок, шумові коливання, спектр випро- мінювання. Рукопись поступила 7 декабря 2006 г.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-10894
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1028-821X
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T17:06:48Z
publishDate	2007
publisher	Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України
record_format	dspace
spelling	Ефимов, Б.П. 2010-08-09T14:26:21Z 2010-08-09T14:26:21Z 2007 Генераторы стохастических колебаний на ЛОВ-клинотроне для систем скрытной связи, радиопротиводействия и радиомаскировки в миллиметровом диапазоне / Б.П. Ефимов // Радіофізика та електроніка. — 2007. — Т. 12, спец. випуск. — С. 109-116. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 1028-821X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10894 551.594 Описаны результаты экспериментальных исследований нескольких способов возбуждения шумовых колебаний на ЛОВ-клинотроне в миллиметровом диапазоне радиоволн. Приведены электрические режимы и характеристики шумовых сигналов в зависимости от ряда параметров колебательных систем. Сделан сравнительный анализ спектральных характеристик разработанных макетов в миллиметровом диапазоне. В роботі описані результати експериментальних досліджень декількох шляхів збудження шумових коливань на ЛЗХ-клінотроні у міліметровому діапазоні радіохвиль. Наведені електричні режими та характеристики шумових сигналів у залежності від ряду параметрів коливальних систем. Зроблено порівняльний аналіз спектральних характеристик розроблених макетів в міліметровому діапазоні. The experimental results of different ways of an excitation of noise radiation in BWT-Clinotron in mm range are described in this paper. The electrical regimes and characteristics of noise radiation depending on several parameters of oscillating system are given. There is comparative analysis of spectral characteristics of developed devices in millimeter wave range. ru Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України Генераторы стохастических колебаний на ЛОВ-клинотроне для систем скрытной связи, радиопротиводействия и радиомаскировки в миллиметровом диапазоне Генератори стохастичних коливань на ЛЗХ-клінотроні для систем скритного зв’язку, радіопротидії та радіомаскування у міліметровому діапазоні Stohastic oscillator on BWT-clinotron for hiden comunication systems, electronic counter measure and radiomasking in millimeter range Article published earlier
spellingShingle	Генераторы стохастических колебаний на ЛОВ-клинотроне для систем скрытной связи, радиопротиводействия и радиомаскировки в миллиметровом диапазоне Ефимов, Б.П.
title	Генераторы стохастических колебаний на ЛОВ-клинотроне для систем скрытной связи, радиопротиводействия и радиомаскировки в миллиметровом диапазоне
title_alt	Генератори стохастичних коливань на ЛЗХ-клінотроні для систем скритного зв’язку, радіопротидії та радіомаскування у міліметровому діапазоні Stohastic oscillator on BWT-clinotron for hiden comunication systems, electronic counter measure and radiomasking in millimeter range
title_full	Генераторы стохастических колебаний на ЛОВ-клинотроне для систем скрытной связи, радиопротиводействия и радиомаскировки в миллиметровом диапазоне
title_fullStr	Генераторы стохастических колебаний на ЛОВ-клинотроне для систем скрытной связи, радиопротиводействия и радиомаскировки в миллиметровом диапазоне
title_full_unstemmed	Генераторы стохастических колебаний на ЛОВ-клинотроне для систем скрытной связи, радиопротиводействия и радиомаскировки в миллиметровом диапазоне
title_short	Генераторы стохастических колебаний на ЛОВ-клинотроне для систем скрытной связи, радиопротиводействия и радиомаскировки в миллиметровом диапазоне
title_sort	генераторы стохастических колебаний на лов-клинотроне для систем скрытной связи, радиопротиводействия и радиомаскировки в миллиметровом диапазоне
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10894
work_keys_str_mv	AT efimovbp generatorystohastičeskihkolebaniinalovklinotronedlâsistemskrytnoisvâziradioprotivodeistviâiradiomaskirovkivmillimetrovomdiapazone AT efimovbp generatoristohastičnihkolivanʹnalzhklínotronídlâsistemskritnogozvâzkuradíoprotidíítaradíomaskuvannâumílímetrovomudíapazoní AT efimovbp stohasticoscillatoronbwtclinotronforhidencomunicationsystemselectroniccountermeasureandradiomaskinginmillimeterrange

Генераторы стохастических колебаний на ЛОВ-клинотроне для систем скрытной связи, радиопротиводействия и радиомаскировки в миллиметровом диапазоне

Репозитарії

Схожі ресурси