Propagation of Powerful Nano- and Subnanosecond Video Pulses in a Medium with Various Thermodynamic Characteristics

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A conservative model is proposed for a weakly conductive material medium with changing thermodynamic characteristics during the propagation of a pulse in it. Equations are obtained that describe the change in the shape of the profile of a video pulse propagating in a medium, as well as in nonlinear transmission lines with a temperature dependence of the permittivity. It is shown that if the temperature coefficient of the permittivity is negative, then the peak power of the pulse can increase with time; otherwise, the temperature dependence of the permittivity leads to an increase in attenuation.

About the authors

P. S. Glazunov

Moscow State University; Institute of Radioengineering and Electronics, Russian Academy of Sciences

Email: vdv@cplire.ru
Moscow, 119991 Russia; Moscow, 125009 Russia

V. A. Vdovin

Institute of Radioengineering and Electronics, Russian Academy of Sciences

Email: vdv@cplire.ru
Moscow, 125009 Russia

A. M. Saletskii

Moscow State University

Author for correspondence.
Email: vdv@cplire.ru
Moscow, 119991 Russia

References

  1. Rukin S.N. // Rev. Sci. Instrum. 2020. V. 91. № 1. P. 011501. https://doi.org/10.1063/1.5128297
  2. Gundersen M., Vernier P.T., Cronin S.B., Kerketta S. // IEEE Trans. 2020. V. PS-48. № 4. P. 742. https://doi.org/10.1109/TPS.2020.2972934
  3. Senaj V., del Barrio Montañés A.A., Kramer T. et al. // JACoW IPAC. 2021. V. 21. P. 4454. https://doi.org/10.18429/JACoW-IPAC2021-THPAB340
  4. Sokovnin S.Yu., Balezin M.E. // Radiation Phys. and Chem. 2018. V. 144. P. 265. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2017.08.023
  5. del Barrio Montañés A.A., Senaj V., Kramer T. et al. // J. Phys.: Conf. Ser. IOP Publ. 2023. V. 2420. № 1. P. 012085. https://doi.org/10.18429/JACoW-IPAC2022-THPOTK044
  6. Jintao Q.I.U., Zhang C., Zehui L.I.U. et al. // Plasma Sci. Technol. 2021. V. 23. № 6. P. 064011. https://doi.org/10.1088/2058-6272/abf299
  7. Komarskiy A.A., Korzhenevskiy S.R., Komarov N.A. // AIP Conf. Proc. 2020. V. 2250. № 1. P. 020018. https://doi.org/10.1063/5.0013238
  8. Serguschichev K.A., Smirnov A.A., Ilyin V.A. et al. // J. Phys.: Conf. Ser. IOP Publ. 2019. V. 1410. № 1. P. 012237. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1410/1/012237
  9. Zhang J., Zhang D., Fan Y. et al. // Physics of Plasmas. 2020. V. 27. № 1. P. 010501. https://doi.org/10.1063/1.5126271
  10. Fedorov V.M., Efanov M.V., Ostashev Ye.O. et al. // Electronics. 2021. V. 10. № 9. P. 1011. https://doi.org/10.3390/electronics10091011
  11. Efremov A.M., Koshelev V.I., Kovalchuk B.M. et al. // Laser and Particle Beams. 2014. V. 32. № 3. P. 413. https://doi.org/10.1017/S0263034614000299
  12. Singh S.K., Mitra S., Naresh P. et al. // Proc. 2014 Int. Conf. IEEE Int. Power Modulator and High Voltage Conf. Santa Fe. 1–5 Jun. 2014. P. 271. https://doi.org/10.1109/IPMHVC.2014.7287261
  13. Ahajjam Y., Aghzout O., Catala-Civera J.M. et al. // Advanced Electromagnetics. 2019. V. 8. № 3. P. 76. https://doi.org/10.7716/aem.v8i3.676
  14. Wen S., Wang M., Xie J., Wu D. // Microwave and Optical Technol. Lett. 2019. V. 61. № 4. P. 867. https://doi.org/10.1002/mop.31654
  15. Ahmad V., Sobus J., Greenberg M. et al. // Nature Commun. 2020. V. 11. № 1. P. 4310. https://doi.org/10.1038/s41467-020-18094-4
  16. Kozlov B.A., Makhanko D.S., Seredinov V.I., Pyanchenkov S.A. // J. Phys.: Conf. Ser. IOP Publ. 2019. V. 1393. № 1. P. 012010. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1393/1/012010
  17. Kozlov B., Makhan’ko D., Seredinov V. // Proc. 2020 Int. Conf. 7th Intern. Congr. on Energy Fluxes and Radiation Effects IEEE. Tomsk. Russia. 14–16 Sept. 2020. P. 621. https://doi.org/10.1109/EFRE47760.2020.9241987
  18. Катаев И.Г. Ударные электромагнитные волны. М.: Сов. радио, 1963.
  19. Островский Л.А. // ЖТФ. 1963. Т. 33. № 9. С. 1080.
  20. Гапонов А.В., Островский Л.А., Фрейдман Г.И. // Изв. вузов. Радиофизика. 1967. Т. 10. № 9–10. С. 1376.
  21. Месяц Г.А. Импульсная энергетика и электроника. М.: Наука, 2004. Гл. 23.
  22. Driessen A.B.J.M., Beckers F.J.C.M., Huiskamp T., Pemen A.J.M. // IEEE Trans. 2017. V. PS-45. № 12. C. 3288. https://doi.org/10.1109/TPS.2017.2771275
  23. Gusev A.I., Pedos M.S., Ponomarev A.V. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2018. V. 89. № 9. P. 094703. https://doi.org/10.1063/1.5048111
  24. Huang L., Meng J., Zhu D. et al. // IEEE Trans. 2020. V. PS-48. № 11. P. 3847. https://doi.org/10.1109/TPS.2020.3029524
  25. Gao J., Li S., Shi C. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2019. V. 90. № 1. P. 014704. https://doi.org/10.1063/1.5053780
  26. Karelin S.Y., Krasovitsky V.B., Magda I.I. et al. // Problems of Atomic Sci. Technol. 2019. P. 65. https://doi.org/10.46813/2019-122-065
  27. Priputnev P., Romanchenko I., Tarakanov V., Pegel I. // Proc. 2020 7th Int. Congr. on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE). Tomsk. 14–16 Sept. N.Y.: IEEE, 2020. P. 434. https://doi.org/10.1109/EFRE47760.2020.9241904
  28. Ulmaskulov M.R., Shunailov S.A., Sharypov K.A., Yalandin M.I. // J. Appl. Phys. 2019. V. 126. № 8. Article No. 084504. https://doi.org/10.1063/1.5110438
  29. Alichkin E.A., Pedos M.S., Ponomarev A.V. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2020. V. 91. № 10. P. 104705. https://doi.org/10.1063/5.0017980
  30. Fairbanks A.J., Darr A.M., Garner A.L. // IEEE Access. 2020. V. 8. P. 148606. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3015715
  31. Alpert Y., Jerby E. // IEEE Trans. 1999. V. PS-27. № 2. P. 555. https://doi.org/10.1109/27.772285
  32. Zhong J., Liang S., Yuan Y., Xiong Q. // IEEE Trans. 2016. V. MTT-64. № 8. P. 2467. https://doi.org/10.1109/TMTT.2016.2584613
  33. Sid A., Debbache D., Bendib A. // Phys. of Plasmas. 2006. V. 13. № 8. P. 083107. https://doi.org/10.1063/1.2219431
  34. Andreev N.E., Courtois C., Cros B. et al. // Phys. Rev. E. 2001. V. 64. № 1. P. 016404. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.64.016404
  35. Tuev P.V., Lotov K.V. // JOSA A. 2021. V. 38. № 1. P. 108. https://doi.org/10.1364/JOSAA.410552
  36. Peñano J.R., Sprangle P., Hafizi B. et al. // Phys. Rev. E. 2005. V. 72. № 3. P. 036412. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.72.036412
  37. Petrov G.M., Davis J. // J. Phys. B: Atomic, Molecular and Optical Physics. 2008. V. 41. № 2. P. 025601. https://doi.org/10.1088/0953-4075/41/2/025601
  38. Ovchinnikov K.N., Uryupin S.A. // Contributions to Plasma Phys. 2019. V. 59. № 7. P. e201800119. https://doi.org/10.1002/ctpp.201800119
  39. Grigorovich D.A., Ovchinnikov K.N., Uryupin S.A. // Plasma Phys. Rep. 2022. V. 48. № 11. P. 1156. https://doi.org/10.1134/S1063780X22601286
  40. Рез И.С., Поплавко Ю.М. Диэлектрики: основные свойства и применения в электронике. РиС, 1989.
  41. Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика. Т. 1. Теория равновесных систем: Термодинамика. М.: Едиториал УРСС, 2002.
  42. Ахманов С.А. // Успехи физ. наук. 1986. Т. 149. № 7. С. 361.
  43. Silaghi M.A. Dielectric Material. 2012. https://doi.org/10.5772/50638
  44. Иоссель Ю.Я., Кочанов Э.С., Струнский М.Г. Расчет электрической емкости. Л.: Энергоиздат, 1981. С. 147.
  45. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей. Л.:Энергоатомиздат, 1986. С. 132.
  46. Krupka J., Derzakowski K., Riddle B., Baker-Jarvis J. // Measurement Sci. Technol. 1998. V. 9. № 10. P. 1751. https://doi.org/10.1088/0957-0233/9/10/015
  47. Глазунов П.С., Вдовин В.А., Слепков А.И. // Журн. радиоэлектроники. 2019. № 2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.2.1
  48. Savage M.E., Bennett L.F., Bliss D.E. et al. // Proc. 2007 16th IEEE Int. Pulsed Power Conf. Albuquerque 17–22 Jun. 2007. N.Y.: IEEE, 2007. V. 2. P. 979. https://doi.org/10.1109/PPPS.2007.4652354
  49. Luo T., Shan X., Zhao J. et al. // J. Amer. Ceramic Soc. 2019. V. 102. № 7. P. 3849. https://doi.org/10.1111/jace.16415
  50. de Ligny D., Richet P. // Phys. Rev. B. 1996. V. 53. № 6. P. 3013. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.53.3013

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (32KB)
Indexing metadata
3.

Download (46KB)
Indexing metadata
4.

Download (116KB)
Indexing metadata
5.

Download (111KB)
Indexing metadata
6.

Download (113KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 П.С. Глазунов, В.А. Вдовин, А.М. Салецкий

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».