Radiation of a charge intersecting the boundary between a homogeneous area and bilayer one in a circular waveguide

Abstract

Рассматривается задача об электромагнитном поле заряда, движущегося вдоль оси цилиндрической волноведущей структуры и влетающего при этом из однородной области в область с каналом и цилиндрическим диэлектрическим слоем. Решение строится путём представления электромагнитного поля в каждой области волновода в виде суммы известного вынужденного поля (поля источника в бесконечном регулярном волноводе) и свободного поля, обусловленного влиянием поперечной границы. Свободное поле представлено в виде разложения по собственным модам соответствующей части волновода. Показано, что задача сводится к решению бесконечной системы линейных алгебраических уравнений для амплитуд мод свободного поля. С помощью методов теории функций комплексной переменной получены выражения для компонент черенковской части свободного поля. Показано, что в определённой области имеет место взаимная компенсация мод свободного поля и мод кильватерного поля. Она приводит к тому, что число мод полного черенковского поля уменьшается с ростом расстояния от заряда, причём граница области генерации каждой моды определяется её групповой скоростью. При помощи оригинального численного алгоритма продемонстрировано формирование кильватерного поля. Библиогр. 17 назв. Ил. 2. Ключевые слова: диэлектрический волновод, излучение заряженных частиц, излучение Вавилова-Черенкова.