ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ НЕЛИНЕЙНОЙ ТЕОРИИ КОЛЕБАНИЙ И ВОЛН
К нелинейной нестационарной теории двухлучевой лампы бегущей волны и электронно-волновой лампы: Основные уравнения и некоторые результаты расчетов
С. С. Волощук Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского
Аннотация:
Приведен вариант построения нелинейной нестационарной теории двухлучевой лампы бегущей волны с попутными потоками, основанный на нелинейной теории лампы бегущей волны с одним электронным пучком.
Необходимость построения теории двухлучевой лампы бегущей волны возникла в связи с исследованием электронно-волновой лампы. Электронно-волновая лампа состоит из входного, выходного устройства и пространства дрейфа, где взаимодействуют два электронных потока. Во входном устройстве происходит модуляция электронных пучков, которые взаимодействуют между собой в пространстве дрейфа благодаря явлению двухлучевой неустойчивости. В качестве входного и выходного устройства можно использовать отрезки спирали, таким образом, входное и выходное устройства будут являться короткими секциями двухлучевой ЛБВ. Электронно-волновая лампа из-за отсутствия замедляющей системы является перспективным прибором для продвижения в терагерцовую область.
Цель данной работы состоит в построении нелинейной нестационарной теории двухлучевой ЛБВ с попутными пучками. В настоящее время существует много работ, посвященных двухлучевой неустойчивости, гораздо меньше работ посвящены конкретным двухлучевым приборам, причем ни одна из них не рассматривает нестационарные модели.
Полученная в работе система уравнений решалась численно, методом частиц в ячейках. Проведено тестовое сравнение результатов построенной теории с нелинейными уравнениями электронно-волновой лампы, которое показало корректность выведенных уравнений. Приведено сравнение работы двухлучевой ЛБВ и электронно-волновой лампы в нестационарной области рабочих параметров и в области интерференции. Приведено сравнение электронно-волновой лампы, в которой входное и выходное устройства моделируются секциями ЛБВ,с двухлучевой ЛБВ такой же длины.
Ключевые слова:
Двухпучковая неустойчивость, электронно-волновая лампа, двухлучевая лампа бегущей волны.
УДК:
621.385.6
Поступила в редакцию: 13.10.2016