Quasi-harmonic oscillations in a nonlinear transmission line, resulting from cherenkov synchronism
Experimental data and results of numerical modeling are presented, concerning excitation of microwave oscillations by a wave of pulsed ‘dc’ current (eventually, a shock wave) traveling through a radially non-uniform coaxial guiding structure. Similar experiments with ‘standard’ structures that invol...
Saved in:
| Published in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Date: | 2019 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/195168 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Quasi-harmonic oscillations in a nonlinear transmission line, resulting from cherenkov synchronism / S.Y. Karelin, V.B. Krasovitsky, I.I. Magda, V.S. Mukhin, V.G. Sinitsin // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 4. — С. 65-70. — Бібліогр.: 17 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862733727023497216 |
|---|---|
| author | Karelin, S.Y. Krasovitsky, V.B. Magda, I.I. Mukhin, V.S. Sinitsin, V.G. |
| author_facet | Karelin, S.Y. Krasovitsky, V.B. Magda, I.I. Mukhin, V.S. Sinitsin, V.G. |
| citation_txt | Quasi-harmonic oscillations in a nonlinear transmission line, resulting from cherenkov synchronism / S.Y. Karelin, V.B. Krasovitsky, I.I. Magda, V.S. Mukhin, V.G. Sinitsin // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 4. — С. 65-70. — Бібліогр.: 17 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | Experimental data and results of numerical modeling are presented, concerning excitation of microwave oscillations by a wave of pulsed ‘dc’ current (eventually, a shock wave) traveling through a radially non-uniform coaxial guiding structure. Similar experiments with ‘standard’ structures that involve a nonlinear dielectric insert (ferrite) in the coax and another dielectric, characterized by a smaller dielectric constant, result in appearance of a short radiofrequency pulse, in the form of decaying sinusoidal voltage at the line’s output. The decay is shown to be associated with a lack of velocity synchronism between the principal ‘quasi-TEM’ wave mode in the system and the slow Emode excited by the electromagnetic shock. Numerical experiments within 3-D models have demonstrated possibilities for obtaining radio pulses of various lengths, involving oscillations of a stable frequency and nearly constant amplitude – provided that Cherenkov-type synchronism were satisfied, owing to slowing down of the faster ‘quasiTEM’ mode. To cut its speed down two methods can be suggested, (i) using a dielectric material with a high value of the dielectric permittivity, and (ii) introducing a periodic slow-wave structure whose period would be smaller than the wavelength of the oscillations considered.
Експериментально, а також шляхом чисельного моделювання досліджено збудження НВЧ-осциляцій хвилею імпульсного струму в радіально-неоднорідному коаксіальному хвилеводі. У системах «стандартного» різновиду, що містять нелінійний діелектрик (ферит) та діелектрик з малим значенням діелектричної проникності, на виході формується короткий радіочастотний імпульс у формі синусоїди, що загасає. Показано, що таке згасання пов’язане з відсутністю швидкісного синхронізму між основною квазі-ТЕМ та повільною Е-модами, котрі збуджуються ударною хвилею. Чисельні експерименти в 3-D моделі нелінійної лінії продемонстрували можливість отримання радіоімпульсів із сталими за амплітудою та стабільними за частотою коливаннями різної тривалості – за умови виконання черенковського синхронізму внаслідок уповільнення більш швидкої квазі-ТЕМ-моди. Розглянуто два методи уповільнення, а саме використання діелектрика із великим значенням діелектричної сталої та введення в систему періодичної структури з меншим періодом порівняно із довжиною хвилі осциляцій, що збуджуються.
Экспериментально и методом численного моделирования исследовано возбуждение СВЧ-осцилляций волной импульсного тока в радиально-неоднородном коаксиальном волноводе. В системах «стандартного» вида, включающих нелинейный диэлектрик (феррит) и диэлектрик с малой диэлектрической проницаемостью, на выходе формируется короткий радиоимпульс, имеющий форму затухающей синусоиды. Показано, что затухание обусловлено отсутствием скоростного синхронизма между основной квази-ТЕМ и медленной Е-модой, которые возбуждаются ударной волной. Численные эксперименты в 3-D модели нелинейной линии продемонстрировали возможность получения радиоимпульсов с однородными по амплитуде и стабильными по частоте колебаниями различной длительности при условии выполнения черенковского синхронизма за счет замедления быстрой квази-ТЕМ-волны. Рассмотрены два метода замедления: использование диэлектрика с большой диэлектрической проницаемостью и введение в систему периодической структуры с периодом, меньшим длины волны возбуждаемых осцилляций.
|
| first_indexed | 2025-12-07T19:39:14Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-195168 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-07T19:39:14Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Karelin, S.Y. Krasovitsky, V.B. Magda, I.I. Mukhin, V.S. Sinitsin, V.G. 2023-12-03T14:37:40Z 2023-12-03T14:37:40Z 2019 Quasi-harmonic oscillations in a nonlinear transmission line, resulting from cherenkov synchronism / S.Y. Karelin, V.B. Krasovitsky, I.I. Magda, V.S. Mukhin, V.G. Sinitsin // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 4. — С. 65-70. — Бібліогр.: 17 назв. — англ. 1562-6016 PACS: 41.20 Gz; 41.20 Jb https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/195168 Experimental data and results of numerical modeling are presented, concerning excitation of microwave oscillations by a wave of pulsed ‘dc’ current (eventually, a shock wave) traveling through a radially non-uniform coaxial guiding structure. Similar experiments with ‘standard’ structures that involve a nonlinear dielectric insert (ferrite) in the coax and another dielectric, characterized by a smaller dielectric constant, result in appearance of a short radiofrequency pulse, in the form of decaying sinusoidal voltage at the line’s output. The decay is shown to be associated with a lack of velocity synchronism between the principal ‘quasi-TEM’ wave mode in the system and the slow Emode excited by the electromagnetic shock. Numerical experiments within 3-D models have demonstrated possibilities for obtaining radio pulses of various lengths, involving oscillations of a stable frequency and nearly constant amplitude – provided that Cherenkov-type synchronism were satisfied, owing to slowing down of the faster ‘quasiTEM’ mode. To cut its speed down two methods can be suggested, (i) using a dielectric material with a high value of the dielectric permittivity, and (ii) introducing a periodic slow-wave structure whose period would be smaller than the wavelength of the oscillations considered. Експериментально, а також шляхом чисельного моделювання досліджено збудження НВЧ-осциляцій хвилею імпульсного струму в радіально-неоднорідному коаксіальному хвилеводі. У системах «стандартного» різновиду, що містять нелінійний діелектрик (ферит) та діелектрик з малим значенням діелектричної проникності, на виході формується короткий радіочастотний імпульс у формі синусоїди, що загасає. Показано, що таке згасання пов’язане з відсутністю швидкісного синхронізму між основною квазі-ТЕМ та повільною Е-модами, котрі збуджуються ударною хвилею. Чисельні експерименти в 3-D моделі нелінійної лінії продемонстрували можливість отримання радіоімпульсів із сталими за амплітудою та стабільними за частотою коливаннями різної тривалості – за умови виконання черенковського синхронізму внаслідок уповільнення більш швидкої квазі-ТЕМ-моди. Розглянуто два методи уповільнення, а саме використання діелектрика із великим значенням діелектричної сталої та введення в систему періодичної структури з меншим періодом порівняно із довжиною хвилі осциляцій, що збуджуються. Экспериментально и методом численного моделирования исследовано возбуждение СВЧ-осцилляций волной импульсного тока в радиально-неоднородном коаксиальном волноводе. В системах «стандартного» вида, включающих нелинейный диэлектрик (феррит) и диэлектрик с малой диэлектрической проницаемостью, на выходе формируется короткий радиоимпульс, имеющий форму затухающей синусоиды. Показано, что затухание обусловлено отсутствием скоростного синхронизма между основной квази-ТЕМ и медленной Е-модой, которые возбуждаются ударной волной. Численные эксперименты в 3-D модели нелинейной линии продемонстрировали возможность получения радиоимпульсов с однородными по амплитуде и стабильными по частоте колебаниями различной длительности при условии выполнения черенковского синхронизма за счет замедления быстрой квази-ТЕМ-волны. Рассмотрены два метода замедления: использование диэлектрика с большой диэлектрической проницаемостью и введение в систему периодической структуры с периодом, меньшим длины волны возбуждаемых осцилляций. en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Nonlinear processes Quasi-harmonic oscillations in a nonlinear transmission line, resulting from cherenkov synchronism Квазімонохроматичні коливання в нелінійній передавальній лінії в умовах черенковського синхронізму Квазимонохроматическиe колебания в нелинейной линии передачи в условиях черенковского синхронизма Article published earlier |
| spellingShingle | Quasi-harmonic oscillations in a nonlinear transmission line, resulting from cherenkov synchronism Karelin, S.Y. Krasovitsky, V.B. Magda, I.I. Mukhin, V.S. Sinitsin, V.G. Nonlinear processes |
| title | Quasi-harmonic oscillations in a nonlinear transmission line, resulting from cherenkov synchronism |
| title_alt | Квазімонохроматичні коливання в нелінійній передавальній лінії в умовах черенковського синхронізму Квазимонохроматическиe колебания в нелинейной линии передачи в условиях черенковского синхронизма |
| title_full | Quasi-harmonic oscillations in a nonlinear transmission line, resulting from cherenkov synchronism |
| title_fullStr | Quasi-harmonic oscillations in a nonlinear transmission line, resulting from cherenkov synchronism |
| title_full_unstemmed | Quasi-harmonic oscillations in a nonlinear transmission line, resulting from cherenkov synchronism |
| title_short | Quasi-harmonic oscillations in a nonlinear transmission line, resulting from cherenkov synchronism |
| title_sort | quasi-harmonic oscillations in a nonlinear transmission line, resulting from cherenkov synchronism |
| topic | Nonlinear processes |
| topic_facet | Nonlinear processes |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/195168 |
| work_keys_str_mv | AT karelinsy quasiharmonicoscillationsinanonlineartransmissionlineresultingfromcherenkovsynchronism AT krasovitskyvb quasiharmonicoscillationsinanonlineartransmissionlineresultingfromcherenkovsynchronism AT magdaii quasiharmonicoscillationsinanonlineartransmissionlineresultingfromcherenkovsynchronism AT mukhinvs quasiharmonicoscillationsinanonlineartransmissionlineresultingfromcherenkovsynchronism AT sinitsinvg quasiharmonicoscillationsinanonlineartransmissionlineresultingfromcherenkovsynchronism AT karelinsy kvazímonohromatičníkolivannâvnelíníiníiperedavalʹníilíníívumovahčerenkovsʹkogosinhronízmu AT krasovitskyvb kvazímonohromatičníkolivannâvnelíníiníiperedavalʹníilíníívumovahčerenkovsʹkogosinhronízmu AT magdaii kvazímonohromatičníkolivannâvnelíníiníiperedavalʹníilíníívumovahčerenkovsʹkogosinhronízmu AT mukhinvs kvazímonohromatičníkolivannâvnelíníiníiperedavalʹníilíníívumovahčerenkovsʹkogosinhronízmu AT sinitsinvg kvazímonohromatičníkolivannâvnelíníiníiperedavalʹníilíníívumovahčerenkovsʹkogosinhronízmu AT karelinsy kvazimonohromatičeskiekolebaniâvnelineinoiliniiperedačivusloviâhčerenkovskogosinhronizma AT krasovitskyvb kvazimonohromatičeskiekolebaniâvnelineinoiliniiperedačivusloviâhčerenkovskogosinhronizma AT magdaii kvazimonohromatičeskiekolebaniâvnelineinoiliniiperedačivusloviâhčerenkovskogosinhronizma AT mukhinvs kvazimonohromatičeskiekolebaniâvnelineinoiliniiperedačivusloviâhčerenkovskogosinhronizma AT sinitsinvg kvazimonohromatičeskiekolebaniâvnelineinoiliniiperedačivusloviâhčerenkovskogosinhronizma |