Частотные характеристики полосковых модулей формирования квазихаотических сигналов на основе объемных нелинейно- оптических кристаллов

In this paper the experimental study of frequency dependences of scattering matrix coefficients of strip modules based on a coplanar strip line with partial dielectric filling in the form of bulk non-linear optical crystals of quartz, potassium titanium phosphate (KTP), zinc germanium diphosphide, lithium niobate has been performed. The appearance of the effect of forming quasi- chaotic oscillations in modules containing KTiOPO4, ZnGeP2, LiNbO3 bulk crystals when LFM signals are fed at fast switching of incident wave direction in the receiving and transmitting tract of the vector network analyzer is demonstrared. Parameters of comparative characterization of crystal materials are introduced. The complete phase of the modulus transmission coefficient is determined.  The analysis of its physical sense is made, followed by processing complete phase shift, which provides the possibility to develop the algorithm of estimating the frequency dependence of crystal’s relative permittivity. The studied modules may be used as formers of quasi- chaotic microwave signals. Arutyunyan A. A., Malyutin N. D., Malyutin G. A., Podzyvalov S. N., Yudin N. N. Frequency characteristics of strip modules of the quasi- chaotic signals formation based on bulk nonlinear optical crystals. Ural Radio Engineering Journal. 2023;7(3):227–249. (In Russ.) DOI: 10.15826/urej.2023.7.3.001В работе проведено экспериментальное исследование частотных зависимостей коэффициентов матрицы рассеяния полосковых модулей на основе копланарной полосковой линии с частичным диэлектрическим заполнением в виде объемных нелинейно-оптических кристаллов кварца SiO2, титанил-фосфата калия KTiOPO4 (KTP), дифосфида цинка германия ZnGeP2, ниобата лития LiNbO3. Показано возникновение эффекта формирования квазихаотических колебаний в модулях, содержащих объемные кристаллы KTiOPO4, ZnGeP2, LiNbO3 при подаче на вход ЛЧМ-сигналов с быстрым переключением направления падающей волны в тракте приема-передачи векторного анализатора цепей. Введены параметры для сравнительной характеристики материалов кристаллов. Определена полная (развернутая) фаза коэффициента передачи модулей. Проведены анализ ее физического смысла и обработка полной фазы, позволившая построить алгоритм оценки частотной зависимости относительной диэлектрической проницаемости кристаллов. Исследованные модули могут выполнять функцию формирователей квазихаотических сигналов СВЧ. Арутюнян А. А., Малютин Н. Д., Малютин Г. А., Подзывалов С. Н., Юдин Н. Н. Частотные характеристики полосковых модулей формирования квазихаотических сигналов на основе объемных нелинейно- оптических кристаллов. Ural Radio Engineering Journal. 2023;7(3):227– 249. DOI: 10.15826/urej.2023.7.3.001

Optimization of frequency dependence of group time delay at the transmitting paths of the radar by the application of equalizers

This the problem of optimization of the grou

Secondary resonances due to solar radiation pressure in vicinity orbits of satellites of the GLONASS and GPS systems

Исследованы области вторичных резонансов в окрестности орбит спутников глобальных навигационных систем Глонасс (основной резонанс 8:17) и GPS (основной резонанс 1:2). Оценки больших полуосей орбит, соответствующих вторичным резонансам, получены аналитически. Положение вторичных резонансов в зависимости от отношения миделева сечения к массе уточнялось численным методом. Орбитальная эволюция объектов моделировалась с помощью «Численной модели движения искусственных спутников Земли». Вторичные резонансы оказывают существенное влияние на динамическую эволюцию объектов, имеющих отношение миделева сечения к массе 10 м2/кг и более. Полученные результаты представляют интерес при описании орбитальной эволюции космического мусора.The secondary resonances are investigated in vicinity of orbits of satellites of the global navigation systems GLONASS (main resonance is 8:17) and GPS (main resonance is 1:2). Estimations of semi-major axes corresponding to secondary resonances were obtained analytically. The secondary resonances locations were improved numerically in dependence on the area-to-mass ratio. The orbital evolution of objects was modeled in the “Numerical Model of Motion of Artificial Satellites”. The secondary resonances have a significant effect on dynamical evolution of objects with area-to-mass ratio of 10 m2/kg and more. The results will be useful to describe orbital evolution of space debris.Работа выполнена при поддержке Правительства Российской Федерации (постановление № 211, контракт № 02.A03.21.0006) и Министерства образования и науки Российской Федерации (базовая часть государственного задания, РК № AAAA-A17-117030310283-7)

Dynamic and Thermal Evolution of Near-Earth Asteroids in Orbits with High Eccentricities

In this work we considered dynamic and thermal evolution of the near-Earth asteroid (3200) Phaethon. We showed solution to problem of heating the surface of an asteroid and made numerical solution by finite element method. The results will be useful for researching the surface and internal structure of an asteroid.Исследована динамическая и тепловая эволюция астероида (3200) Phaethon. Получено решение задачи о прогреве поверхности астероида. Построено численное решение методом конечных элементов. Полученные результаты представляют интерес при исследовании поверхности и внутреннего строения астероида

Studies on charge production from Cs2Te photocathodes in the PITZ L-band normal conducting radio frequency photo injector

This paper discusses the behavior of electron bunch charge produced in an L-band normal conducting radio frequency cavity (RF gun) from Cs2Te photocathodes illuminated with ps-long UV laser pulses when the laser transverse distribution consists of a flat-top core with Gaussian-like decaying halo. The produced charge shows a linear dependence at low laser pulse energies as expected in the quantum efficiency limited emission regime, while its dependence on laser pulse energy is observed to be much weaker for higher values, due to space charge limited emission. However, direct plug-in of experimental parameters into the space charge tracking code ASTRA yields lower output charge in the space charge limited regime compared to measured values. The rate of increase of the produced charge at high laser pulse energies close to the space charge limited emission regime seems to be proportional to the amount of halo present in the radial laser profile since the charge from the core has saturated already. By utilizing core + halo particle distributions based on measured radial laser profiles, ASTRA simulations and semi-analytical emission models reproduce the behavior of the measured charge for a wide range of RF gun and laser operational parameters within the measurement uncertainties.Comment: 15 pages, 16 figures, 2 table

Dynamical Evolution in Regions of Secondary Resonances Due to Solar Radiation Pressure in the Vicinity Orbits of the GLONASS and GPS Systems

We investigate the dynamical evolution of objects in the secondary resonances due to solar radiation pressure in the vicinity of orbits of the global navigation systems GLONASS and GPS satellites. The secondary resonances multiplets are considered that correspond to both main resonances and sub-resonances i- and e-types. The semi-major axes corresponding to secondary resonances are estimated analytically. The secondary resonance locations as a function of the area-to-mass ratio were improved numerically. The secondary resonances influence significantly the dynamical evolution of objects with an area-to-mass ratio 10 m2/kg and more. The results will be useful to describe the orbital evolution of space debris.Исследована динамическая эволюция объектов в областях вторичных резонансов, обусловленных световым давлением, в окрестности орбит спутников глобальных навигационных систем ГЛОНАСС и GPS. Рассмотрены мультиплеты вторичных резонансов, соответствующих основным резонансам и субрезонансам i- и e-типа. Оценки больших полуосей орбит, соответствующих вторичным резонансам, получены аналитически. Положение вторичных резонансов в зависимости от отношения миделева сечения к массе уточнялось численным методом. Вторичные резонансы оказывают существенное влияние на динамическую эволюцию объектов, имеющих отношение миделева сечения к массе 10 м2/кг и более. Полученные результаты представляют интерес при описании орбитальной эволюции космического мусора

Frequency Characteristics of Strip Modules of the Quasi-chaotic Signals Formation Based on Bulk Nonlinear Optical Crystals

Поступила: 28.04.2023. Принята в печать: 21.07.2023.Received: 28.04.2023. Accepted: 21.07.2023.В работе проведено экспериментальное исследование частотных зависимостей коэффициентов матрицы рассеяния полосковых модулей на основе копланарной полосковой линии с частичным диэлектрическим заполнением в виде объемных нелинейно-оптических кристаллов кварца SiO2, титанил-фосфата калия KTiOPO4 (KTP), дифосфида цинка германия ZnGeP2, ниобата лития LiNbO3. Показано возникновение эффекта формирования квазихаотических колебаний в модулях, содержащих объемные кристаллы KTiOPO4, ZnGeP2, LiNbO3 при подаче на вход ЛЧМ-сигналов с быстрым переключением направления падающей волны в тракте приема-передачи векторного анализатора цепей. Введены параметры для сравнительной характеристики материалов кристаллов. Определена полная (развернутая) фаза коэффициента передачи модулей. Проведены анализ ее физического смысла и обработка полной фазы, позволившая построить алгоритм оценки частотной зависимости относительной диэлектрической проницаемости кристаллов. Исследованные модули могут выполнять функцию формирователей квазихаотических сигналов СВЧ.In this paper the experimental study of frequency dependences of scattering matrix coefficients of strip modules based on a coplanar strip line with partial dielectric filling in the form of bulk non-linear optical crystals of quartz, potassium titanium phosphate (KTP), zinc germanium diphosphide, lithium niobate has been performed. The appearance of the effect of forming quasi-chaotic oscillations in modules containing KTiOPO4, ZnGeP2, LiNbO3 bulk crystals when LFM signals are fed at fast switching of incident wave direction in the receiving and transmitting tract of the vector network analyzer is demonstrared. Parameters of comparative characterization of crystal materials are introduced. The complete phase of the modulus transmission coefficient is determined. The analysis of its physical sense is made, followed by processing complete phase shift, which provides the possibility to develop the algorithm of estimating the frequency dependence of crystal’s relative permittivity. The studied modules may be used as formers of quasi-chaotic microwave signals.Публикация выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках проекта № FEWM‑2023-0014.The study was made with the financial support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the framework of project No. FEWM‑2023-0014

Метод функциональных интегралов для систем стохастических дифференциальных уравнений

Systems of stochastic differential equations, for which the Riemannian manifold generated by a diffusion matrix has zero curvature, are considered in this article. The method for approximate evaluation of characteristics of the solution of the systems of stochastic differential equations is proposed. This method is based on the representation of the probability density function through the functional integral. To compute functional integrals we use the expansion of action with respect to a classical trajectory, for which the action takes an extreme value. The classical trajectory is found as the solution of the multidimensional Euler – Lagrange equation.Рассматриваются системы стохастических дифференциальных уравнений, для которых риманово многообразие, порождаемое диффузионной матрицей, имеет нулевую кривизну. Предлагается метод вычисления характеристик решения рассматриваемых систем стохастических дифференциальных уравнений, который основывается на представлении функции плотности вероятности перехода через функциональный интеграл. Для вычисления возникающих функциональных интегралов используется разложение действия относительно классической траектории, для которой действие принимает экстремальное значение. Классическая траектория находится как решение многомерного уравнения Эйлера – Лагранжа

AN OPTION OF HIGH CHARGE OPERATION FOR THE EUROPEAN XFEL

Abstract The 1.3 GHz superconducting accelerator developed in the framework of TESLA and the European XFEL project holds the potential to accelerate high charge electron beams. This feature has been successfully demonstrated during the first run of the free electron laser at the TESLA Test Facility with lasing driven by electron bunches with a charge of up to 4 nC. Currently DESY and the European XFEL GmbH perform revision of the baseline parameters for the electron beam. In this report we discuss a potential option of operation of the European XFEL driven by high charge (1 nC to 3 nC) electron beams. We present the results of the production and characterization of high charge electron bunches. Experiments have been performed at PITZ and demonstrated good properties of the electron beam in terms of emittance. Simulations of the radiation properties of SASE FELs show that application of high charge electron beams will open up the possibility to generate radiation pulse energies up to the few hundred milli-Joule level