Дмитрієв Б С, Жарков Ю Д, Скороходов В Н, Геншафт А М Саратовський державний університет м Саратов, Московська вул, Д 156, 410 026, Росія Тел: (8452) 516947, e -mail: DmitrievBS@infosguru

Анотація – Наведено результати експериментальних досліджень різних типів хаотичної синхронізації автогенераторів СВЧ діапазону, виконаних на основі багаторезонаторних клистронов

I                                       Введення

В останні роки в радіофізики та електроніки стали актуальними проблеми генерації і придушення хаотичних коливань, їх взаємодії, синхронізації з метою МОЖЛИВОГО практичного застосування детермінованого хаосу [1] На даний момент ефект синхронізації хаотичних систем є предметом інтенсивних досліджень [2] Інтерес викликають різні типи хаотичного синхронного поведінки повязаних динамічних систем

Для різних практичних додатків досить привабливими представляються автогенератори СВЧ діапазону з запізнілої зворотним звязком на основі багаторезонаторних клистронов, відрізняються високим рівнем потужності і ККД

Дослідження складної динаміки таких автогенераторів представлено в роботах [3-5] У даній роботі наведені результати досліджень з вивчення синхронізації двох взаємно повязаних клістрон автогенераторів

II                              Основна частина

Рішення сформульованої задачі зажадало розробки універсальної вимірювальної установки, що дозволяє реалізувати характерні режими синхронізації На рис1 наведена схема базової вимірювальної установки

Кожен автогенератор (К1 і К2) створений на основі промислового пятірезонаторного клистрона деся-тісантіметровий діапазону довжин хвиль середнього рівня ПОТУЖНОСТІ У клістронах використані двох-негожим обємні резонатори, що працюють на протівофазного вигляді коливань

Зворотній звязок в автогенераторах здійснювалася зєднанням вихідного резонатора з вхідним з ДОПОМОГОЮ стандартних передавальних ліній У ланцюг зворотного ЗВЯЗКУ клистронов включені трійники для ЗВЯЗКУ між клістрон і передачі сигналу за допомогою перемикача на загальну вимірювальну ланцюжок У загальну вимірювальну ланцюжок через направлення ответвители включені аналізатор спектру, електронний цифровий частотомір, термістор- ний вимірювач потужності, детектор і осцилограф для спостереження двомірної проекції фазового портрета Глибина звязку між клістрон регулювалася за ДОПОМОГОЮ поляризаційних аттенюаторов (ПА) При ЦЬОМУ сигнал з виходу одного Кліс-тронного автогенератора вводився на вхід іншого через ферритові вентилі (ФВ) Слід вказати, ЩО зібрана установка давала можливість вивчити роботу двох симетрично повязаних клістрон автогенераторів при одночасному спостереженні ПОВНОГО спектра генеруються сигналів, проекції фазового портрета, вимірювання частоти і рівня

Вихідна потужність сигналів, як в автономному режимі, так І в режимах взаємною і односпрямованої звязках між клістрон

Рис 1 Схема вимірювальної установки Fig 1 Scheme of the experimental setup

В якості керуючих параметрів використовувалися ТОК пучка І прискорює напруга кожного клистрона Вибором цих параметрів можна реалізувати різні режими роботи клістрон автогенераторів

Спочатку досліджувалася взаємна синхронізація двох симетрично повязаних майже ідентичних клістрон автогенераторів, що працюють на близьких частотах з близькими рівнями вихідної потужності в режимі автономних періодичних коливань При малої різниці частот і майже рівної потужності в автономних режимах і досить сильного звязку в системі взаємно повязаних автогенераторів спостерігався характерний захоплення частоти в результаті взаємної підстроювання автогенераторів, так що частота генерації повязаних клистронов виявлялася між частотами автономних клистронов

У проведених дослідженнях спостерігалася також синхронізація шляхом повного придушення хаосу періодичним сигналом Даний вид синхронізації відбувався в системі, коли один автогенератор (назвемо його «першим») працював у режимі генерації періодичних (одночастотних) коливань, а другий («другий») – у режимі розвиненого хаосу Якщо здійснити сильний вплив з боку першого автогенератора на другий, то при певній ПОТУЖНОСТІ (певній глибині звязку) і частоті впливу можна спостерігати зрив хаотичних коливань ВО другому автогенераторі і встановлення режиму генерації періодичних коливань, за частотою ПОВНІСТЮ співпадаючих з вимушує сигналом Явище синхронізації клістрон автогенераторів шляхом ПОВНОГО придушення хаосу періодичним сигналом ілюструється на рис 2, на якому наведені фазові портрети і спектри коливань при різних значеннях загасання в лінії односпрямованої звязку клистронов

Рис 2 Спектри і фазові портрети

Fig 2 Spectra and phase portraits

У ході експериментів був реалізований режим повної синхронізації, в якому фазові портрети і повні спектри виявляються майже ідентичними в результаті сильного взаємного впливу Раніше подібні результати були отримані для повязаних лазерів [2]

III                                  Висновок

Представлені результати експериментальних досліджень різних типів синхронізації, вкпючая хаотичну, автогенераторів СВЧ діапазону Генератори були побудовані на основі промислових багаторезонаторних клистронов з запізнілої зворотним звязком Розроблені універсальна вимірювальна схема і методика досліджень продемонстрували широту спостережуваних складних ефектів при досить простому й оперативному в реалізації способі вивчення

Робота виконана за підтримки гранту РФФМ (проект 06-02-16451) та Програми щодо державної підтримки провідних наукових шкіл Російської Федерації (шифр НШ-416720062)

IV                           Список літератури

[1] Шавлії В Д, Осипов Г В, Козлов А К, Волковський А Р Хаотичні коливання – генерація, синхронізація, управління Зарубіжна радіоелектроніка, 1997, № 10, с27-49

[2] Піковський А, Розенблюм М, Курта Ю Синхронізація Фундаментальне нелінійне явище

М Техносфера, 2003

[3] Дмитрієв Б С, Жарков Ю Д, клекіт Д В, Рис-кін Н М Експериментальне дослідження складної динаміки в багаторезонаторному клістрон автогенераторі з запізнілої зворотним звязком ЖТФ, 2003, т73, вип 7, с 105-110

[4] Shigaev А М, Dmitriev В S, Ziiari

[5] Дмитрієв Б С, Жарков Ю Д, Левін Ю І Управління хаотичними коливаннями клістронного автогенератора зовнішнім впливом – В кн: 14-я Міжнар Кримська конф «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології »(КриМіКо2004) Матеріали конф [Севастополь, 13 – 17 верес 2004 р] – Севастополь: Вебер, 2004, с189-190

SYNCHRONIZATION OF KLYSTRON ACTIVE OSCILLATORS IN PERIODICAL AND CHAOTIC REGIMES

Dmitriev B S, Zliarkov Yu D,

Skorokliodov V N, Gensliaft A IVI

Saratov State University Mosi<.ovsi<.aya str, 156, Saratov, 410026, Russia Ph: +7 (8452) 516947, e-maii: DmitrievBS@infosguru

Abstract – Presented in this paper are the results of experimental research of klystron active oscillators synchronization

I                                        Introduction

Nowadays the effect of chaotic systems synchronization is the subject of intensive investigations Active oscillators of SHF range based on multi-cavity klystrons are attractive for practical application These units are remarkable for their power level and efficiency

II                                       Main Part

In order to investigate different types of synchronization, multipurpose measuring apparatus was developed Active oscillators have been designed on the basis of five-resonator S-band klystrons The scheme made it possible to study the operation of two connected klystron active oscillators and observe the whole spectrum of generated signals and phase-plane portrait at the same time and mesure the frequency and output power level Current and accelerating voltage of electron beam were the general parameters for changing of active oscillators modes

III                                     Conclusion

Presented are the results of experimental investigation of synchronization effect in connected klystron active oscillators with delayed feedback It was found out that depending on the nature of the connection and operating modes, mutual synchronization, synchronization with chaos suppression, full synchronization of these active oscillators may be observed

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р