ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОННОМ ПОТОКЕ В СКРЕЩЕННЫХ СТАТИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ ПРИ ЕГО ДВИЖЕНИИ В СРЕДЕ С КОМПЛЕКСНОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ

Рассматривается резистивный усилитель – вакуумный СВЧ-прибор, в котором усиление происходит благодаря сдвигу фаз между переменным током электронного потока и переменными составляющими поля, возникающего из-за присутствия поглощающих стенок. Интересен он тем, что отсутствует необходимость в замедляющей системе, что важно, например, для освоения субмиллиметрового диапазона. В рассматриваемом приборе также почти полностью отсутствует обратная связь между выходом и входом.

В последнее время к резистивному усилителю вновь проявлено внимание в связи с возможностью использования метаматериалов, заметно увеличивающих коэффициент усиления.

Построена двумерная линейная адиабатическая теория устройства с электронным потоком конечной толщины, который движется в скрещенных статических электрическом и магнитном полях (поток магнетронного типа) между двумя плоскими поверхностями с комплексной проводимостью. В работе впервые изложена последовательная теория для усилителя на поглощении М-типа с пучком конечной толщины при движении электронного потока магнетронного типа в среде с комплексной проводимостью.

Рассмотрены случаи, когда обе поверхности металлические, и когда одна из поверхностей металлическая, а другая – имеет активную, емкостную или индуктивную проводимость. Исследованы случаи тонкого и толстого пучка. Показано, что комплексная проводимость поверхностей увеличивает область неустойчивости, и при емкостной проводимости возникает неустойчивость толстых пучков, невозможная только из-за диокотронной неустойчивости. Показано увеличение коэффициента усиления при приближении потока к плоским поверхностям с комплексной проводимостью.

 

DOI: 10.18500/0869-6632-2017-25-3-75-88

 

Ссылка на статью: Фунтов А.А. Волновые процессы в электронном потоке в скрещенных статических электрических и магнитных полях при его движении в среде с комплексной проводимостью // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2017. Т. 25, No 3. С. 75–88.

 
 
Литература

1. Rowe T., Behdad N., Booske J. Metamaterial-enhanced resistive wall amplifiers // IVEC–2015.

2. Rowe T., Behdad N., Booske J. Metamaterial-enhanced resistive wall amplifiers: Theory and particle-in-cell simulation // IEEE Transactions on Plasma Science. 2015. Vol. 43, Iss. 7. Pp. 2123–2131.

3. Rowe T., Behdad N., Booske J. Metamaterial design for a metamaterial-enhanced resistive wall amplifier // IVEC– 2016.

4. Rowe T., Behdad N., Booske J. Metamaterial-enhanced resistive wall amplifier design using periodically spaced inductive meandered lines // IEEE Transactions on Plasma Science. 2016. Vol. 44, Iss. 10. Pp. 2476–2484.

5. Фунтов А.А. Об учете поперечных движений электронов в резистивном усилителе // Изв. вузов. «ПНД». 2016. Т. 24, No 2. С. 64–76.

6. Варнеке Р. Эволюция принципов действия современных электровакуумных приборов для СВЧ // Миллиметровые и субмиллиметровые волны. Под ред. Р.Г. Мириманова М.: Изд-во ИЛ, 1959.

7. Birdsall C.K., Whinnery J.R. Waves in an electron stream with general admittance walls. // Journal of Applied Physics. 1953. Vol. 24, Iss. 3. Pp. 314–323.

8. Лекции по электронике СВЧ. 2-я зимняя школа-семинар инженеров. Книга V. Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1972.

9. Мурье Ж. Теория слабого сигнала // Электронные сверхвысокочастотные приборы со скрещенными полями. Т. 1. Под. ред. М.М. Федорова. М.: Изд–во ИЛ, 1961.

10. Стальмахов В.С. Основы электроники сверхвысокочастотных приборов со скрещенными полями. М.: Советское радио, 1963.

11. Шевчик В.Н., Трубецков Д.И. Аналитические методы расчета в электронике СВЧ. М.: Советское радио, 1970.

12. Соколов Д.В., Сокольская Т.М. О применении метода последовательных приближений к анализу лучевых приборов магнетронного типа с пучком конечной толщины // Вопросы электроники сверхвысоких частот. 1967. Вып. 3. Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1967. С. 39–54.

Статус: 
одобрено к публикации
Краткое содержание (PDF):