• Українська
  • English
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

МЕТОД FDTD ДЛЯ МОДЕЛЮВАННЯ НЕЛІНІЙНИХ НАСИЧЕНИХ ФЕРИТІВ: ЗАСТОСУВАННЯ ДО АНАЛІЗУ ПРОЦЕСУ ФОРМУВАННЯ КОЛИВАНЬ У КОАКСІАЛЬНІЙ ЛІНІЇ З ФЕРИТОМ

Рубрика: 
РАДІОФІЗИКА ТВЕРДОГО ТІЛА ТА ПЛАЗМИ
Карелін, СЮ
Organization: 

Інститут плазмової електроніки і нових методів прискорення ННЦ ХФТІ НАН України
1, вул. Академічна, Харків, 61108, Україна
E-mail: sergeykarelin1976@gmail.com
https://doi.org/10.15407/rej2017.01.051
Мова: російська
Анотація: 

Останнім часом зросла увага до високовольтних імпульсних пристроїв, які використовують нелінійні властивості фериту. Для аналізу подібного роду об’єктів розроблено методику двовимірного числового моделювання методом FDTD насиченого фериту для нелінійного випадку. Рівняння Ландау–Ліфшица, що описує динаміку фериту, розв’язувалось методом Рунге–Кутти, а невідомі компоненти електромагнітних полів обчислювались із застосуванням лінійної інтерполяції. Ця методика використана для моделювання процесу формування коливань у коаксіальній лінії, частково заповненій феритом, котрий намагнічений повздовжнім магнітним полем. Результати розрахунку узгоджуються з даними експерименту.
Ключові слова: високовольтний імпульс., коаксіальна лінія, метод Рунге–Кутти, метод скінченних різниць у часовій області, насичений ферит, осціляції, рівняння Ландау–Ліфшица, рівняння Максвелла

Стаття надійшла до редакції 26.01.2017
УДК 537.86:519.8:537.6
Radiofiz. elektron. 2017, 22(1): 51-56
Повний текст (PDF)

References: 
  1. Taflove Allen, Hagness Susan C. Computational elecrco-dynamics: the finite-difference time-domain method. 3rd ed. Norwood: Artech House, Inc., 2005. 1005 p.
  2. Pereda J. A., Vielva L. A., Vegas A., and Prieto A. A treatment of magnetized ferrite using the FDTD method. IEEE Microwave and Guided Wave Letters. 1993. Vol. 3, N 5. P. 136–138.
  3. Pereda J. A., Vielva L. A., Solano M. A., Vegas A., and Prieto A. FDTD analysis of magnetized ferrites: application to calculation of dispersion characteristics of ferrite-loaded waveguides. IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques. – 1995. Vol. 43, N 2. P. 350–356.
  4. Dolan J. E. Simulation of shock waves in ferrite-loaded coaxial transmission lines with axial bias. J. Phys. D: Appl. Phys. 1999. Vol. 32, N 15. P. 1826–1831.
  5. Gubanov V. P., Gunin A. V., Koval’chuk O. B., Kutenkov V. O., Romanchenko I. V., Rostov V. V. Effective transformation of the energy of high-voltage pulses into high-frequency oscillations using a saturated-ferrite-loaded transmission line. Tech. Phys. Lett. 2009. Vol. 35, Iss. 7. P. 626–628.
  6. Vaselaar A. Experimentation and modeling of pulse sharpening and gyromagnetic precession within a nonlinear transmission. A dissertation in electrical engineering. December 2011. Texas Tech University.
  7. Reale D. V. Coaxial Ferrimagnetic Based Gyromagnetic Nonlinear Transmission Lines as Compact High Power Microwave Sources. A dissertation in electrical engineering. December 2013. Texas Tech University.
  8. Катаев И. Г. Ударные электромагнитные волны. Москва: Советское радио, 1963. 152 с.
  9. Furuya S., Matsumoto H., Fukuda H., Ohboshi T., Takano S. and Irisawa J. Simulation of Nonlinear Coaxial Line Using Ferrite Beads. Jpn. J. Appl. Phys. 2002. Vol. 41, N 11A. P. 6536–6540.
  10. Rostov V. V., Bykov N. M., Bykov D. N., Klimov A. I., Kovalchuk O. B., Romanchenko I. V. Generation of Subgigawatt RF Pulses in Nonlinear Transmission Lines. IEEE Trans. on Plasma Sci. 2010. Vol. 38, N 10. P. 2681–2685.
  11. Ahn J. J.-W., Karelin S. Y., Kwon H.-O., Magda I. I., and Sinitsin V. G. Exciting high frequency oscillations in a coaxial transmission line with a magnetized ferrite. Korean J. Magnetics. 2015. Vol. 20, N 4. P. 460–465.
  12. Гуревич А. Г. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках. Москва: Наука, 1973. 592 с.
  13. Reale D. V., Parson J. M., Neuber A. A., Dickens J. C., and Mankowski J. J. Investigation of a stripline transmission line structure for gyromagnetic nonlinear transmission line high power microwave sources. Rev. of Scientific Instruments. 2016. Vol. 87, Iss. 3. P. 034706.