Моделирование электромагнитных явлений в СВЧ системе «фрактальный резонатор- многолучевой электронный поток»

Методами трехмерного математического и физического моделирования исследуется возможность реализации идей масштабной инвариантности – “скейлинга” для создания новых типов фрактальных активных резонаторных систем, которые, также как известные в радиофизике, фрактальные антенны, могут обладать многополосностью, уменьшенным размером. Однако, в отличие от фрактальных антенн, они должны иметь оптимальную (предназначенную для высокоэффективного многомодового взаимодействия с пространственно-развитым потоком заряженных частиц) конфигурацию электродов ВЧ зазоров и ускоряющего напряжения на заданной рабочей частоте. В работе предполагается исследовать спектр колебаний, структуру поля, закономерности поведения электронных и электродинамических параметров на каждом виде колебаний в новых, ранее не изученных, типах двухзазорных фрактальных резонаторов. В ходе выполнения проекта предполагается проанализировать возможность создания полигармонического выходного сигнала за счет целенаправленного управления резонансными частотами путем изменения формы предфракталов и корпуса резонатора с целью одновременного возбуждения в этих резонаторах рабочих мод основного и высших видов колебаний с частотами f и 2 f или 2f и 3f, кратными входному сигналу с частотой f. Будут найдены обобщенные критерии подобия, с помощью которых можно будет оценить, как возможность обеспечения эффективного взаимодействия с многолучевым потоком, так и вероятность самовозбуждения резонаторов на нежелательных модах. Будут изучены полосные качества фрактальных резонаторов и дана оценка эффективности применения этих систем в новых типах мощных многолучевых генераторов (монотронов, клистронов и клистродов).