Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.В работе проведено численное трехмерное электромагнитное моделирование сжатого состояния релятивистского электронного пучка в двухсекционной системе, состоящей из труб разных диаметров. Исследовано влияние геометрических параметров двухсекционной системы на нелинейную динамику электронного пучка, получены зависимости эффективной плазменной частоты от параметров системы. Из рассчитанных зависимостей можно сделать вывод, что плотность пучка и эффективная плазменная частота могут быть увеличены более чем в 2 раза относительно системы без формирования сжатого состояния.Ключевые слова: Численное моделирование, сжатое состояние, виртуальный катод, эффективная плазменная частота, релятивистский электронный пучок, нелинейная динамика.
ВведениеВ радиофизике и электронике больших мощностей представляет интерес изучение образования и динамики виртуального катода в интенсивных электронных потоках плазменных и электровакуумных приборов [1-5]. Виртуальный катод -это нескомпенсированный электрический заряд, который образуется в пучках со сверхкритическим током [6] и приводит к значительному провисанию потенциала в пространстве дрейфа до величин, превышающих ускоряющее напряжение, что приводит к отражению части электронного потока обратно к плоскости инжекции [2-4]. Приборы с виртуальным катодом имеют ряд важных практических применений, например, подобные устройства могут использоваться: в качестве мощных источников электромагнитного излучения [3-8], для генерации широкополосных шумоподобных СВЧ-колебаний [9-11], в мощной коммутационной технике [2, 4], для ускорения ионов [12] и т.д. 80 c