• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Статья

Анализ дисперсионных характеристик замедляющих систем, используемых в приборах терагерцового диапазона

Касаткин А. Д., Пресняков С. А., Кравченко Н. П., Мухин С. В.

Проводится расчет дисперсионных характеристик замедляющих систем, пригодных для использования в приборах терагерцового диапазона. К таким замедляющим системам могут быть отнесены системы типа "петляющий волновод", типа "серпантин" и типа "встречные штыри". Анализ дисперсионных характеристик этих замедляющих систем осуществлялся с помощью волноводно-резонаторной модели, которая построена для замедляющих систем типа "петляющий волновод" с учетом канала для электронного пучка. Волноводно-резонаторная модель составляется из четырехполюсников, описывающих отрезки волноводов. Эта модель наиболее точно отражает структуру поля в петляющем волноводе. Второй подход используется для анализа замедляющих систем типа "серпантин" и "встречные штыри". Анализ этих замедляющих систем проводился с использованием 3D моделирования в программе HFSS [1]. Дисперсионные характеристики рассчитывались по программе, изложенной в [2]. Полученные характеристики используются для построения модели замедляющей системы, которая представляет собой в этом случае цепочку восьмиполюсников или четырехполюсников. При решении данных задач целесообразно воспользоваться дискретным подходом [3]. Обоснование применения той или иной математической модели для описании дискретного взаимодействия следует из разностной формы электродинамической теории возбуждения [4]. Волноводно-резонаторная модель также используется при построении модели секции ЛБВ с дискретным взаимодействием. Высокие требования предъявляются к коэффициентам конечно-разностного уравнения, поскольку чем точнее они заданы, тем адекватнее физическим законам математическая модель дискретного взаимодействия. Обладая определенным электродинамическим смыслом, эти коэффициенты задаются через коэффициенты матрицы передачи четырехполюсника, получаемого из шестиполюсника при условии, что возбуждающего тока нет. Данный четырехполюсник, в свою очередь, является математической моделью ячейки резонаторной замедляющей системы. Соответствие восстановленных электродинамических характеристик обусловлено точностью определения коэффициентов полученного четырёхполюсника. Следовательно, правильный подбор данных коэффициентов обеспечивает точное описание как процессов дискретного взаимодействия в лампах бегущей волны, так и электродинамических процессов в ЗС. Приведенные в работе результаты расчетов дисперсионных характеристик выбранных ЗС на основе разработанных моделей показывают пригодность данных ЗС для терагерцового диапазона.