Regimes with the dynamic chaos in analisis of linear systems

The examples are shown which demonstrate that in the course of analysis of linear systems the modes with dynamic chaos can occur. This can happen when for analysis of linear systems the change of variables is used resulting in the need to investigate either non-linear equations or non-linear functions. In the plasma physics field such situation may arise, e.g., when diagnosing some plasma parameters.Приведены примеры, которые показывают, что при анализе динамики линейных систем могут возникать режимы с динамическим хаосом. Это случается, когда для анализа линейных систем используются замены переменных, которые приводят к необходимости исследовать либо нелинейные уравнения, либо нелинейные функции. Для физики плазмы такая ситуация может возникнуть, например, при диагностике параметров плазмы.Наведено приклади, які показують, що при аналізі динаміки лінійних систем можуть виникати режими з динамічним хаосом. Це трапляється, коли для аналізу лінійних систем використовуються заміни змінних, які призводять до необхідності досліджувати, або нелінійні рівняння, або нелінійні функції. Для фізики плазми така ситуація може виникнути, наприклад, при діагностиці параметрів плазми

Electron sources for plasma electronics and different technological application

There are the following advantages of applying electron guns with plasma cathodes in devices exciting microwave radiation: stability of their parameters, high density of current, relative insensitivity to ion bombardment and the possibility of operating over a wide range of pressure values of a plasma-generating gas [1-5]. The given work aims at constructing the guns with the parameters necessary for the excitation of microwaves of high amplitudes in the slow-wave structures: the beam energy is 20-30 kV, the current is up to 5 A, and the pulse duration is 0,11÷1 ms. The principal problem arising during construction of heavy-current electron sources with plasma emitters consists in the following: it is necessary to provide such conditions of the gas volume, under which the discharge firing would be stable and the emissive plasma generation be effective, whereas a gas breakdown in the accelerating gap must be eliminated

UHF-generation in a coaxial slowing down structure filled with plasma

Microwave generation by an electron beam in a coaxial transmission line in which the inner and outer conductors are both corrugated is studied theoretically. An annular electron beam propagates in a transport channel filled entirely with plasma. The results of nonlinear modeling of amplification of eigen waves in that structure are represented. The wave saturation amplitudes for various plasma densities are found. The influence of wave damping on the output power of this amplifier is studied. It is shown that the threshold current, at which one there is no amplification in whole wide passband

Features of behavior of electrons of plasma in open trap in condition of transverse input of powerful microwave pulses at ECR

It has been experimentally shown that the effect of oscillations of large amplitude on the frequency of electron cyclotron resonance on a plasma held by a magnetic trap leads to an effective acceleration of the plasma electrons and the formation of directed electron fluxes, which in turn stimulate repeated microwave oscillations. A consequence of such a process is the appearance of alternating pulses of microwave oscillations in time.Експериментально показано, що вплив коливань великої амплітуди на частоті електронноциклотронного резонансу на плазму, що утримується магнітною пасткою, призводить до ефективного прискорення електронів плазми і формування направлених потоків електронів, які, в свою чергу, збуджують повторні НВЧ-коливання. Наслідком такого процесу є поява імпульсів НВЧ-коливань, які чергуються в часі.Экспериментально показано, что воздействие колебаний большой амплитуды на частоте электронноциклотронного резонанса на плазму, удерживаемою магнитной ловушкой, приводит к эффективному ускорению электронов плазмы и формированию направленных потоков электронов, которые, в свою очередь, возбуждают повторные СВЧ-колебания. Следствием такого процесса является появление чередующихся во времени импульсов СВЧ-колебаний

The ion energy in a plasma resonator excited by a powerful microwave pulse at ECR frequency

The possibility of heating argon plasma ions with a density of ≈10¹³ cm⁻³ to 2 keV in a resonator placed in a magnetic field of a plug configuration when oscillations were excited at an electron-cyclotron resonance frequency with an electric field strength of up to 12 kV/cm in a pulse with a duration of 1.8 μs was shown experimentally. Ions acquire high energy in the fields of stochastic low-frequency ion oscillations due to the development of a modified decay of microwave oscillations.Експериментально показана можливість нагріву іонів аргонової плазми щільністю ≈10¹³ см⁻³ до 2 кеВ у резонаторі, розміщеному в магнітному полі пасткової конфігурації, при порушенні коливань на частоті електронно-циклотронного резонансу і напруженості електричного поля до 12 кВ/см в імпульсі тривалістю 1,8 мкс. Іони набувають високу енергію в полях стохастичних низькочастотних іонних коливань, обумовлених розвитком модифікованого розпаду НВЧ-коливань.Экспериментально показана возможность нагрева ионов аргоновой плазмы плотностью ≈10¹³ см⁻³ до 2 кэВ в резонаторе, размещенном в магнитном поле пробочной конфигурации, при возбуждении колебаний на частоте электронно-циклотронного резонанса и напряженности электрического поля до 12 кВ/см в импульсе длительностью 1,8 мкс. Ионы приобретают высокую энергию в полях стохастических низкочастотных ионных колебаний, обусловленных развитием модифицированного распада СВЧ-колебаний

Amplification and excitation of microwaves by an electron beam in a disk-loaded coaxial hybrid waveguide

We have presented the results of the extensive experimental investigations of the amplification and oscillation excitation by the electron beam in hybrid plasma waveguides (HPW). The structure used as HPW a coaxial line with the disk-loaded electrodes and the plasma-filled passage channel. We have examined characteristics of the oscillations excited by the beam. As the investigation of the video pulse passage through the slow-wave structure under the currents close to the start-up value indicates, the working gas pressure heightening in the bore results in extending the system transmission band because of the plasma densification. The measured microwave signal gain and beam minimum currents, to start with the value of which the amplification is possible in a beam-plasma system, are in good agreement with the corresponding parameters calculated.Подано результати експериментальних досліджень підсилення та збудження коливань електронним пучком у гібридному плазмовому хвилеводі (ГПХ). Як ГПХ використовується коаксіальна лінія з дисками на електродах, прольотний канал якої заповнено плазмою. Вивчено характеристики коливань, збуджуваних пучком. Дослідження проходження відеоімпульса через уповільнюючу структуру при струмах поблизу пускових показали, що збільшення тиску робочого газу у прольотному каналі приводить до розширення смуги пропускання системи із-за підвищення густини плазми. Вимірювані коефіцієнти підсилення ВЧ-сигналів та струми пучка, починаючи з яких є можливим підсилення у пучково-плазмовій системі, добре співпадають з розрахованими.Представлены результаты экспериментальных исследований усиления и возбуждения колебаний электронным пучком в гибридном плазменном волноводе (ГПВ). В качестве ГПВ используется коаксиальная линия с дисками на электродах, пролетный канал которой заполнен плазмой. Изучены характеристики колебаний, возбужденных пучком. Исследования прохождения видеоимпульса через замедляющую структуру при токах вблизи пусковых показали, что увеличение давления рабочего газа в пролетном канале приводит к расширению полосы пропускания системы из-за увеличения плотности плазмы. Измеренные коэффициенты усиления ВЧ-сигналов и токи пучка, начиная с которых возможно усиление в пучково-плазменной системе, хорошо совпадают с расчетными

Investigation of posibility of energy transfer to plasma ions by oscillations with large amplitude on frequency of electron cyclotron resonance in magnetic trap

Process of action of powerful transverse electromagnetic wave on plasma in the magnetic trap is studied theoretically and experimentally. Interaction of wave-wave type is taken into account in the theoretical model. Investigation is based on three wave interaction. The cascades of three wave interaction described too. In the experiment the wave spectrums exciting in plasma were studied and it was shown enough fast appearance of energetic ions flows. There is a enough good agreement theoretical and experimental results.Теоретично та експериментально вивчається процес впливу потужної поперечної електромагнітної хвилі на плазму в магнітній пастці. У теоретичній моделі враховується взаємодія типу хвиля-хвиля. Дослідження ґрунтується на трьоххвильовій взаємодії. Розглянуто також каскади трьоххвильової взаємодії. В експерименті вивчено спектри хвиль, що збуджуються в плазмі, і показано досить швидку появу потоків високоенергетичних іонів. Є гарне якісне узгодження теоретичних та експериментальних результатів.Теоретически и экспериментально изучается процесс воздействия мощной поперечной электромагнитной волны на плазму в магнитной ловушке. В теоретической модели учитывается взаимодействие типа волна-волна. Исследование основано на трехволновом взаимодействии. Рассмотрены также каскады трехволнового взаимодействия. В эксперименте изучены спектры волн, возбуждаемых в плазме, и показано достаточно быстрое появление потоков высокоэнергетических ионов. Имеется хорошее качественное согласие теоретических и экспериментальных результатов

Measurement of dispersion of low-frequency ion oscillations in hybrid plasma waveguides

A new technique of determining dispersion characteristics of the ion oscillations, excited in the hybrid plasma waveguide is elaborated (this device is a slow-wave structure, the passage channel of which is filled with plasma). This method is based on measuring changes in the shape of a single probing pulse propagating in the system. The method is tested in the process of determining the dispersion of low-frequency ion waves under the condition of the excitation of high-frequency powerful electron oscillations by an electron beam in the waveguide. The experimental data are compared with the analytical calculations.Розроблена методика визначення дисперсійних характеристик хвиль, порушуваних в гібридному плазмовому хвилеводі (уповільнююча структура, пролітний канал якої заповнений плазмою), заснована на вимірюванні зміни форми одиночного зондуючого імпульсу, що розповсюджується в системі. Випробування методу проведено при визначенні дисперсії низькочастотних іонних хвиль в умовах збудження в хвилеводі електронним пучком високочастотних електронних коливань великого рівня потужності. Проведено порівняння результатів експерименту з теоретичними розрахунками.Разработана методика определения дисперсионных характеристик волн, возбуждаемых в гибридном плазменном волноводе (замедляющая структура, пролётный канал которой заполнен плазмой), основанная на измерении изменения формы распространяющегося в системе одиночного зондирующего импульса. Испытание метода проведено при определении дисперсии низкочастотных ионных волн в условиях возбуждения в волноводе электронным пучком высокочастотных электронных колебаний большого уровня мощности. Проведено сравнение результатов эксперимента с теоретическими расчетами

Measurement of dispersion of low-frequency ion oscillations in hybrid plasma waveguides

A new technique of determining dispersion characteristics of the ion oscillations, excited in the hybrid plasma waveguide is elaborated (this device is a slow-wave structure, the passage channel of which is filled with plasma). This method is based on measuring changes in the shape of a single probing pulse propagating in the system. The method is tested in the process of determining the dispersion of low-frequency ion waves under the condition of the excitation of high-frequency powerful electron oscillations by an electron beam in the waveguide. The experimental data are compared with the analytical calculations.Розроблена методика визначення дисперсійних характеристик хвиль, порушуваних в гібридному плазмовому хвилеводі (уповільнююча структура, пролітний канал якої заповнений плазмою), заснована на вимірюванні зміни форми одиночного зондуючого імпульсу, що розповсюджується в системі. Випробування методу проведено при визначенні дисперсії низькочастотних іонних хвиль в умовах збудження в хвилеводі електронним пучком високочастотних електронних коливань великого рівня потужності. Проведено порівняння результатів експерименту з теоретичними розрахунками.Разработана методика определения дисперсионных характеристик волн, возбуждаемых в гибридном плазменном волноводе (замедляющая структура, пролётный канал которой заполнен плазмой), основанная на измерении изменения формы распространяющегося в системе одиночного зондирующего импульса. Испытание метода проведено при определении дисперсии низкочастотных ионных волн в условиях возбуждения в волноводе электронным пучком высокочастотных электронных колебаний большого уровня мощности. Проведено сравнение результатов эксперимента с теоретическими расчетами

The analysis of operation of plasma-filled helical TWT taking into account spatial harmonics

Theoretical and the experimental results of studies of electrodynamics characteristics of the TWT on the basis of helical slow-wave structure (SWS) are presented.Представлені теоретичні та експериментальні результати дослідження електродинамічних характеристик ЛБХ на основі плазмонаповненої спіральної уповільнюючої структури.Представлены теоретические и экспериментальные результаты исследования электродинамических характеристик ЛБВ на базе плазмонаполненной спиральной замедляющей структуры