1. Гольденберг А.Л., Мануилов В.Н., Глявин М.Ю. Электронно-оптическая система мощного гиротрона с неадиабатической электронной пушкой. //Изв. ВУЗов Радиофизика, 2005, т.48, 6, cтр.517-522
Описана неадиабатическая электронная пушка, работающая в режиме ограничения тока пространственным зарядом, предназначенная для формирования винтовых пучков в гирорезонансных приборах. Приведены результаты численного моделирования электронных траекторий и параметров электронного пучка. Результаты расчетов указывают, что значения питч-фактора и скоростного разброса электронов при большом токе пучка могут быть значительно улучшены по сравнению с традиционными адиабатическими системами.
2. Н.А.Завольский, В.Е.Запевалов, М.А.Моисеев, Л.Л.Немировская Возможности оптимизации резонатора мощного непрерывного гиротрона // Известия Вузов. Радиофизика, 2004, т.XLYII, №8, с.675 687.
Рассчитаны оптимальные параметры низкодобротного резонатора мощного непрерывного гиротрона мм диапазона, обеспечивающие достижение максимального КПД при ограничении по тепловой нагрузке стенки резонатора. Рассмотрено влияние оптимизации резонатора на эффективность рекуперации остаточной энергии отработанного электронного пучка. Исследована устойчивость рабочей моды к самовозбуждению других мод. Исследование проведено на примере 140–170 ГГц 1 МВт гиротронов с рабочими модами ТЕ22.6 и ТЕ25.10. Полученные результаты обобщены на гиротроны с другими рабочими модами и частотами.
3. Н.И. Зайцев, Е.В. Иляков, С.В. Кузиков, И.С. Кулагин, В.К. Лыгин, М.А. Моисеев, М.И. Петелин, А.С. Шевченко Импульсный гироклистрон на объемной моде высокого порядка // Изв. вузов. Радиофизика, 2005, т.48, №9-10.
Приведены результаты исследований двухрезонаторного гироклистрона с выходной модой ТЕ53. На частоте 30 ГГц получен коэффициент усиления 30 дБ при выходной мощности 5 МВт, КПД 25%, длительности импульса 0.4 мкс и полосе усиления 40 МГц.
4. G.G.Denisov and M.L.Kulygin Numericfl Simulation of Waveguide TM01-TE11 Mode Converter Using FDTD Method // Int. Journal of Infrared and Millimeter Waves, vol. 26, №3, 2005, pp. 341-361.
We study a transmission problem of an electromagnetic pulse with given transversal structure passing through a waveguide converter from TM01 to TE11 mode of circular waveguide. Using FDTD numerical simulation method we have investigated mode structure of the pulse at the output of the converter and its dependence on pulse length at the input. Also we have obtained frequency characteristic by calculating Fourier response for a pulse with wide spectrum.
5. A.A.Bogdashov, A.V.Chirkov, G.G.Denisov, A.N.Kuftin, Yu.V.Rodin, E.A.Solujanova and V.E.Zapevalov High-Efficient Mode Converter for ITER Gyrotron // Int. Journal of Infrared and Millimeter Waves, vol. 26, №6, 2005, pp. 771-786.
Предложен и реализован высокоэффективный преобразователь рабочей моды в волновой пучок для мощного высокочастотного гиротрона.
6. Alexandr Bogdashov, Gregory Denisov, Dmitry Lukovnikov, Yury Rodin and Jay Hirshfi Ka-Band Resonant Ring for Testing Components for a High-Gradient Linear Accelerator // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol.53, No. 10, October 2005, pp. 3152-3154.
Для ускорительных экспериментов на высоких уровнях мощности разработан кольцевой резонатор с ТЕ01 волной миллиметрового диапазона бегущей в сверхразмерном цилиндрическом волноводе. В кольцевом резонаторе использованы уголковые переходы новой конструкции в которых используется смесь мод, дающая низкий уровень потерь. В измерениях на низком уровне мощности получен максимальный уровень резонансного усиления превышающий 35:1 на рабочей частоте 34.272 ГГц. Полная добротность кольцевого резонатора составила около 21400, а коэффициент отражения от входа менее 1%.
7. A.V. Chirkov, G.G. Denisov, D.A. Lukovnikov, V.I. Malygin, D.I. Sobolev Minimization of diffraction losses in big gaps of multi-mode waveguides // Int. JournalofInfraredandMillimeterWaves, vol. 26, №7, 2005, pp. 1241-1254.
Предложен систематический подход к разработке волноводных уголков и квазиоптических разрывов в сверхразмерных волноводах, обладающих малыми потерями. Модовый фильтр, основанный на квазиоптическом разрыве в гофрированном волноводе диаметром 31.75 мм на частоте 84 ГГц, проверен в экспериментах на малом (мВт) и высоком (200 кВт, непр.) уровнях мощности.
8. T.Idehara, I.Ogawa, S.Mitsudo, Y.Iwata, S.Watanabe, Y.Itakura, K.Ohashi, H.Kobayashi, T.Yokoyama, V.Zapevalov, M.Glyavin, A.Kuftin, O.Malygin and S.Sabchevski Development of a high harmonic gyrotron with an axis-encircling electron beam and a permanent magnet //Int. J. Vacuum, v.77, issue 4, pp.539-546, 2005
A gyrotron with an axis-encircling electron beam is useful for high frequency operation, because the high beam efficiency is kept even at high harmonic of electron–cyclotron resonance. We have designed and constructed such a gyrotron with a permanent magnet. The gyrotron has already succeeded in operation at the third harmonic and the fourth harmonic resonances. The operation frequencies are 89.3 and 112.7 GHz, respectively. Operation cavity modes are TE311 and TE411. The permanent magnet system consists of many magnet elements made of NdFeB and additional coils for controlling the field intensities in cavity and electron gun regions. The magnetic field at the cavity region can be varied from 0.97 to 1.18 T. At the optimum condition of the magnetic field intensity, the output power at the third harmonic operation is 2.5 kW. The operation is pulsed, the pulse length is 1 ms and the repetition frequency is 1 Hz. The beam energy and current are 40 kV and 1.2 or 1.3 A. Starting current, beam efficiency and emission pattern also have been measured. In this paper, the operation results of the gyrotron and comparison with the computer simulation results are described.
9. M.S.Gitlin, M.Yu.Glyavin, A.G.Luchinin, and V.V.Zelenogorsky Imaging the Output Radiation Pattern of 110 GHz Gyrotron with Pulsed Magnetic Field Using Recombination Continuum Emitted by a Slab of the Cs-Xe DC Discharge // IEEE Transactions on Plasma Science, vol.33, no.2, 2005, pp.380-381
It has been demonstrated that recombination continuum emitted by a slab of the positive column of the Cs-Xe discharge can be used successfully to image moderate-power pulsed millimeter waves. Using this technique, the output field patterns of a 110 GHz 10 kW gyrotron with a pulsed magnetic field have been imaged.
10. V.N.Manuilov, T. Idehara, M.Yu.Glyavin, LaAgusu, M.Kamada, T.Kanemaki, Wiehua Jiang and K. Yatsui Electron Optic system of powerful large orbit gyrotron with Pulse magnetic field // Int. J. IRMM Waves, vol.26, 1, pp.15-28, 2005
Short-pulse powerful Large Orbit Gyrotron with total electron energy about 400 kV and beam power in the cavity up to 100 MW is now under developing at FIR FU. Suitable for 200 ns pulse duration electron-optic system is analyzed. results of numerical simulation for explosion emission cusp-type electron guns and magnetic field intensity about 8 T are presented. Sensitivity of the guns to small deviations from the nominal operating regime is investigated. Some versions of the gun with different accelerating potential as well as different beam current passing through the cavity (60-300A) are suggested. Current reduction simplifies the problems of mode competition and potential depression in the cavity, but at the same time decrease output power. To diminish current special diaphragms are suggested. results of numerical simulation of collector corresponding to each version of the gun design including power density distributions along its surface are presented. It is shown that beam quality and collector regimes are suitable for LOG operation.
11. S.Sabchevski, T.Idehara, M.Glyavin, I.Ogawa, S.Mitsudo Modeling and simulation of gyrotrons // Int. J. Vacuum, v.77, issue 4, pp.519-525, 2005
Modelling and simulation of gyrotrons have two interconnected aspects, namely beam formation in the electronoptical system (EOS) and beam-.eld interaction in the resonant cavity. In this paper we address both problems and outline the physical models and numerical techniques implemented in our problem-oriented package of computer codes. In order to illustrate our approach we present some results of numerical experiments carried out at the FIR FU centre and directed towards analysis and optimization of the existing devices of the Gyrotron FU Series as well as applied to the development of simulation-based design (SBD) of a novel high harmonic gyrotron with the electron beam encircling the axis and a permanent magnet system.
Проведено экспериментальное исследование электродинамических характеристик двумерных брэгговских структур планарной геометрии. Показано хорошее соответствие измеренных частотных зависимостей коэффициентов прохождения и поперечного рассеяния с результатами теоретического анализа в рамках геометрооптического приближения, а также с полным трёхмерным моделированием. Получено экспериментальное подтверждение существования высокодобротных мод в окрестности частоты точного брэгговского резонанса.
12. D. Bora, Sunil Kumar, Raj Singh, K. Sathyanarayana, S.V. Kulkarni, A. Mukherjee, B.K. Shukla, J.P. Singh, Y.S.S. Srinivas, P. Khilar, M. Kushwah, Rajnish Kumar, R. Sugandhi, P. Chattopadhyay, Singh Raghuraj, H.M. Jadav, B. Kadia, Manoj Singh, Rajan Babu, P. Jatin, G. Agrajit, P. Biswas, A. Bhardwaj, D. Rathi, G. Siju, K. Parmar, A. Varia, S. Dani, D. Pragnesh, C. Virani, Harsida Patel, P. Dharmesh, A.R. Makwana, P. Kirit, M. Harsha, J. Soni, V. Yadav, D.S. Bhattacharya, M. Shmelev, V. Belousov, V. Kurbatov, Yu. Belov and E. Tai Cyclotron resonance heating systems for SST-1 // Nuclear Fusion / Institute of Physics Publishing and Int. Atomic Energy Agency, vol. 46, 2006, p.p. 72-84., (IF = 2.839)
13. K.I. Rybakov, V.E. Semenov, S.V. Egorov, A.G. Eremeev, I.V. Plotnikov and Yu. V. Bykov Microwave heating of conductive powder materials // J. Appl. Phys., v.99, 023506-(1-9), 2006 (2.498)
In recent years, a considerable interest has been drawn to microwave heating of powder metals and other electrically conductive materials. In this paper a consistent formulation describing the absorption of microwaves in electrically conductive materials under different microwave heating conditions is developed. A special case when conductive powder particles are surrounded by insulating oxide layers is investigated in detail using the effective-medium approximation. The conditions giving rise to skin effect governed, volumetric, and localized microwave heating are analyzed. Experimental observations of different microwave heating regimes in silicon, iron, and copper powder compacts are in general agreement with the theoretical model.
14. S.V. Egorov, A.G. Eremeev, I.V. Plotnikov, V.E. Semenov, A.A. Sorokin, N.A. Zharova and Yu. V. Bykov Edge effect in microwave heating of conductive plates // J. Phys. D: Appl. Phys., v.39, 2006, pp. 3036-3041 (1.957)
It has been observed that the microwave annealing of doped silicon wafers n the multimode cavity is accompanied by a specific temperature rise in the near-edge region of the wafer. Experimental investigation and theoretical analysis suggest that the effect is not a result of the microwave irradiation non-uniformity but occurs due to the diffraction of electromagnetic waves on the edge of a thin conducting plate. The level of local overheating depends on the polarization and propagation direction of the incident electromagnetic wave. It is most pronounced in the case when the wave vector is parallel to the plate surface but perpendicular to the plate edge. A method of the plate screening has been suggested to suppress the edge effect and improve the temperature uniformity over the plate during heating. The efficiency of the method has been confirmed by a FDTD numerical simulation of the microwave field near an edge of the plate irradiated isotropically in the multimode cavity.
15. G.Vayakis, C.I.Walker, F.Clairet, R.Sabot, V.Tribaldos, T.Estrada, E.Blanco, J.Sanchez, G.G.Denisov, V.I.Belousov, F.Da Silva, P.Varela, M.E.Manso, L.Cupido, J.Dias, N.Valverde, V.A.Vershkov, D.A.Shelukhin, S.V.Soldatov, A.O.Urazbaev, E.Yu.Frolov and S.Heuraux. Status and prospects for mm-wave reflectometry in ITER // Nuclear Fusion / Institute of Physics Publishing and Int. AtomicEnergyAgency, vol. 46, 2006, p.p. 836-845. (3.418)
На установке ИТЕР с помощью рефлектометрической системы в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн предполагается осуществлять диагностику профиля плотности плазмы и определять форму и положение плазменных образований. Рефлектометрическая система должна быть частью общего проекта ИТЕР и адаптирована к нему с учётом специфических технических требований ИТЕР выработанных в 2001 году. В статье описано состояние и пути развития рефлектометрической системы с учётом специфических технических требований ИТЕР. Показано, что данная система диагностики может быть адаптирована ко всем требованиям общего проекта ИТЕР.
16. A. Bogdashov, G. Denisov, D. Lukovnikov, Y. Rodin, D. Sobolev and J. Hirshfield Oversized Ka-band traveling wave window for a high-power transmission // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol.54, Issue 12, Part 1, p.p. 4130-4135. (2.275).
Рассчитано, сконструировано и реализовано сверхразмерное СВЧ окно, пригодное для пропускания мощного излучения в Ка-диапазоне. Принцип действия СВЧ окна основан на создании в области диэлектрика структуры СВЧ поля с равной нулю электрической компонентой на стенке волновода и минимальным полем на поверхности диэлектрика.
17. Kulygin M. L., Denisov G. G., Chirkov A. V. and Kuzikov S. V. Numerical simulation of open waveguide converters using FDTD method. // Int. J. of IRMM Waves, Vol. 27, No. 4, April 2006. (0.337)
18. V. I. Malygin, V. I. Belousov, A. V. Chirkov, G. G. Denisov, G. I. Kalynova, V. I. Ilin, L. G. Popov Measurement of Near-Megawatt Millimeter-Wave Beams // NATO Science Series, II, Vol.203 Quasi-Optical Control of Intense Microwavee Transmission (edited by J.L.Hirshfield and M.I.Petelin), 2005, Springer, Netherlands, p.p. 3-13.
19. A. Bogdashov, G. Denisov, G. Kalynova Oversized Transmission Lines for Gyrotron-Based Technological Ovens and Plasma-Chemical Reactors // NATO Science Series, II, Vol.203 Quasi-Optical Control of Intense Microwavee Transmission (edited by J.L.Hirshfield and M.I.Petelin), 2005, Springer, Netherlands,p.p. 15-23.
20. V. L. Bratman, A.W. Cross, G. G. Denisov, A. D. R. Phelps, S.V. Samsonov Microwave Devices with Helically Corrugated Waveguides // NATO Science Series, II, Vol.203 Quasi-Optical Control of Intense Microwavee Transmission (edited by J.L.Hirshfield and M.I.Petelin), 2005, Springer, Netherlands, p.p. 105-114.
21. J. L. Hirshfield, A. A. Bogdashov, A. V. Chirkov, G. G. Denisov, A. S. Fix, S. V. Kuzikov, M. A. LaPointe, A. G. Litvak, D. A. Lukovnikov, V. I. Malygin, O. A. Nezhevenko, M. I. Petelin,, Yu.V. Rodin, G.V. Serdobintsev, M.Y. Shmelyov, V.P. Yakovlev Transmission Line Components for a Future Millimeter-Wave High-Gradient Linear Accelerator // NATO Science Series, II, Vol.203 Quasi-Optical Control of Intense Microwavee Transmission (edited by J.L.Hirshfield and M.I.Petelin), 2005, Springer, Netherlands, p.p. 147-163.
22. S. V. Egorov, K.I. Rybakov, V. E. Semenov, Yu. V. Bykov, O. N. Kanygina, E. B. Kulumbaev, V. M. Lelevkin. Role of convective heat removal and electromagnetic field structure in the microwave heating of materials // Journal of Materials Science 42, 2097–2104 (2007), (IF = 0.999)
23. Bogdashov A.A., Rodin Yu.V. Mode Converter Synthesis by the Particle Swarm Optimization //Int. Journal of Infrared and Millimeter Waves, August 2007, vol.28, N 6, pp. 627-638, (IF = 0.326)
24. V.E.Zapevalov Increasing Power and Efficiency of gyrotrons // Fusion Science and Technology, August 2007 –Vol.52, No2, pp 340-344, (IF = 0.678)
25. A.V. Vodopyanov, S.V. Golubev, I.V. Izotov, V.I. Khizhnyak, D.A. Mansfeld, V.A. Skalyga, V.G. Zorin ECR Plasma with 75 GHz Pumping, // High Energy Physics and Nuclear Physics, Vol. 31, Supp. I, Jul., 2007, P. 152 – 155. , (IF = 0.287)
26. A.V. Vodopyanov, S.V. Golubev, V.I. Khizhnyak, D.A. Mansfeld, A.G. Nikolaev, E.M. Oks, G.Yu.Yushkov Multiple Ionization of Metal Ions in SMIS 75 //, High Energy Physics and Nuclear Physics, Vol. 31, Supp. I, Jul., 2007, P. 159 – 161. , (IF = 0.287)
