磁化等离子体填充螺旋线的色散方程

利用等离子体流体理论和纵向场分量法，结合螺旋线的导电面模型，对在有限磁场作用下，填充等离子体的螺旋线进行了严格的场分析. 在给出各区域电磁场分量表达式的基础上，利用螺旋线的边界条件，导出了磁化等离子体填充螺旋线中电磁波传播所满足的色散方程，并对所导出的色散方程进行了讨论. 关键词： 有限磁场 等离子体 螺旋线 色散方程     

等离子体加载螺旋线行波管特性研究

利用线性场理论和螺旋线的导电面模型，推导了在强引导磁场下，等离子体加载螺旋线慢波结构的色散关系.数值计算了在不同的等离子体填充密度与填充半径条件下，螺旋线的色散特性、耦合阻抗和行波管的小信号增益.研究发现，在螺旋线中填充了等离子体以后，形成了一种新的混合模式，螺旋线的色散特性与耦合阻抗都发生了很大的变化，行波管的增益得到显著提高. 关键词： 螺旋线行波管 等离子体 混合模式     

等离子体加载耦合腔慢波结构色散分析

利用磁化等离子体介电张量和纵向场分量法对任意大小轴向磁场中等离子体填充耦合腔慢波结构进行场分析，得到磁化等离子体填充电子注通道电磁波场分量的轴对称精确解.在此基础上，建立耦合腔分区模型、采用场匹配方法建立色散方程，并数值计算得出不同等离子体密度及磁场下的耦合腔色散曲线.对不同密度等离子体填充情况下的耦合腔色散特性、混合模式的形成机理以及等离子体空间电荷波进行了分析讨论. 关键词： 耦合腔慢波结构 等离子体 混合模式 色散特性     

填充等离子体的介质契伦柯夫脉塞

 利用自洽线性场理论，普遍讨论了电子在扰动场作用下的三维扰动，进而分别对薄环形相对论电子注和实心相对论电子注在填充等离子体的介质筒慢波波导中激励的契伦柯夫辐射进行了详细的分析，导出了其色散方程和波增长率。分析表明注波互作用是由于慢波系统中的波导模与电子注模耦合所致，填充等离子体后能大大提高注波互作用效率，并详细计算和分析了等离子体密度和电子注半径对波增长率的影响。     

有限磁场作用下等离子体圆柱波导中的线性理论

 考虑了有限磁场的作用,利用“匹配场法”推导出填充环形等离子体时圆柱波导的色散方程,并较详细地讨论了等离子体的厚度、密度, 以及所加磁场强度对色散特性的影响。尤其讨论了等离子体厚度对增长率的影响并得出：对应最大的增长率有一最佳的等离子体厚度。     

填充等离子体的介质同轴波导中的切伦科夫辐射

 利用自洽线性场理论，导出了薄环形相对论电子注通过填充等离子体的介质同轴波导中的注波互作用色散方程，得到了注波互作用产生切伦科夫辐射的同步条件和波增长率。分析了填充等离子体后的波与电子注之间的能量交换及等离子体密度对色散特性、波增长率和注波能量交换的影响。分析结果表明：切伦科夫辐射是由沿介质同轴波导传播的慢波与沿薄环形相对论电子注传播的负能空间电荷波耦合所致，且其耦合强度与电子注的密度成正比；输出频率和波增长率随着填充等离子体密度的增大而提高；保持一定的输出频率，增大电子注的束流可得到高的微波输出功率。     

含等离子体柱的介质慢波波导中的注波互作用分析

提出了一种新的注波互作用慢波系统——在部分填充介质的波导中放置一等离子体柱．利用线性自洽场理论，对这一新慢波系统中的相对论电子注与波的互作用进行了分析．具体针对薄环形相对论电子注包围等离子体柱和在等离子体柱内穿过慢波系统这两种情况，分别导出了决定注波互作用的色散方程．并对色散方程直接进行了数值求解，求得了系统的截止频率、工作频率和波增长率等．讨论了等离子体柱等有关参数对它们的影响． 关键词：     

等离子体填充圆柱波导中双流不稳定性的研究

 在无限大磁场情况下对等离子体填充圆柱波导中双电子注的相互作用进行了理论分析，得出行列式形式的色散方程。针对不同参数对色散方程进行数值计算，发现当两根电子注之间存在速度差时，通过快慢空间电荷波的相互作用，两电子注引起的双流不稳定性可以产生契伦柯夫辐射；当等离子体频率超过双注相互作用的频率范围后，可以大大加强和改善等离子体、两电子注三者之间的相互作用。     

未磁化等离子体介质切连科夫脉塞的线性理论

利用线性自洽场理论，讨论了电子在扰动场作用下的三维扰动．在此基础上，对常用的薄环形相对论电子环束在填充未磁化等离子体的介质筒慢波波导中激励的切连科夫辐射进行了详细的分析，导出了此电子环束与慢波系统中任意波导模互作用的色散方程和波增长率，并对其进行了详细的分析和讨论．分析表明切连科夫辐射是由其波导模与电子注模耦合所致．最后详细计算和分析了等离子体密度对色散特性和波增长率的影响 关键词：     

部分填充手征等离子体波导的电磁波

 把麦克斯韦方程和电磁场分解成横向和纵向分量, 导出了简明的一般性的手征等离子体填充的任意截面波导的波动方程和横向纵向场的关系式。对于部分填充手征等离子体波导, 导出了它的色散方程。这一方程的数值解给出了HE₁₁, EH₀₁和HE₂₁模式的色散图。随着手征等离子体填充面积的增大, EH₀₁模式的色散曲线向更高的频率移动。随着手征导纳的增加, 传播常数减小。     

Analysis of the axial electric field in a plasma-loaded-helix travelling wave tube

A helix type slow wave structure filled with plasma is immersed in a strong longitudinal magnetic field. Taking into account the effect of the plasma and the dielectric, the system is separated radially into three regions. By means of the sheath model and Maxwell equation, the distribution of the electromagnetic field is established. Using the boundary conditions of each region, the dispersion relation of the slow wave structure is derived. The trend of change for the radial profile of the axial electric field is analysed respectively in different plasma densities, plasma column radius and dielectric constant by numerical computation. Some useful results are obtained on the basis of the discussion.     

考虑螺旋带径向厚度的螺旋线慢波系统的研究

 分析了具有夹持杆和金属屏蔽筒并且考虑了螺旋带径向厚度的螺旋线慢波系统的色散特性和耦合阻抗。通过用切比雪夫多项式来展开螺旋带上的面电流，用真空层来模拟螺旋带的厚度，用均匀分层介质来等效介质夹持杆，得到了色散方程和耦合阻抗的表达式。与实验数据相比，考虑螺旋带厚度所得出的结果明显优于未考虑其厚度的结果。利用该模型设计了两个工作在3GHz的螺旋线慢波系统。     

Field theory of a traveling wave tube amplifier with a tape helix

A self-consistent relativistic field theory for a helix traveling wave tube (TWT) is presented for a configuration in which a magnetized pencil beam propagates through a tape helix enclosed with a loss-free well. A linear analysis of the interaction is solved subject to the boundary conditions imposed by the beam, helix, and wall. The wave equation for the fields within the electron beam corresponds to the Appleton-Hartree magnetoionic wave modes that are of mixed electrostatic/electromagnetic polarization. Hence, the determinantal dispersion equation that is obtained implicitly includes beam space-charge effects without recourse to a heuristic model of the space-charge field. This dispersion equation includes azimuthal variations and all spatial harmonics of the tape helix. Solutions that correspond to both the extraordinary (X) and ordinary (O ) solutions for the Appleton-Hartree modes are found numerically     

衰减器对螺旋线慢波结构高频特性影响的理论研究

以加载衰减器的螺旋线慢波结构作为研究对象，采用螺旋导电面模型，用真空层模拟螺旋带的厚度，用均匀介质层等效分立的介质夹持杆，并考虑到各横向区域横向传播常数的不同，得到了任意次模式的色散方程和耦合阻抗的表达式. 在此基础之上，分析了衰减器对主模和-1次模式的衰减常数、相位常数和耦合阻抗的影响.所得结果对设计衰减器具有理论指导意义，为螺旋线慢波系统高频特性的改善以及反射振荡和返波振荡的抑制提供了理论依据. 关键词： 螺旋线 行波管 衰减 色散     

Generation of wakefields in a dielectric structure filled with plasma

The effect of plasma on the amplitude of the wakefield excited in a dielectric structure by a relativistic electron bunch train is studied. The structure under study is a dielectric cylindrical waveguide with an axial drift channel filled with plasma. The dependences of the amplitude of a longitudinal electric field on the plasma density are obtained for the following three cases: the parameters of the dielectric structure and bunches are fixed; the inside or outside radius of the dielectric tube changes according a change in the plasma frequency, and the bunch repetition frequency is adjusted to the plasma frequency and the frequency of the first radial mode of a dielectric wave. It is shown that, when the eigenwave frequencies are adjusted to the bunch repetition frequency via a change in the structure radii, the maximum of the accelerating field is determined by a plasma wave, and there is a plasma density range where a dielectric wave significantly contributes to the total field amplitude. In the case of changing the outside radius, this range is substantially wider.     

带状螺旋线研究中的坐标变换

分析了带状螺旋线行波管中电磁场分量在柱坐标系下的Floquet形式，证明适当的坐标变换是电磁场分量写成变量分离形式的充分条件.螺旋带平面展开后，应用坐标变换得到的电磁场分量变量分离形式是去除面电流分布假设的理论基础.计算并分析了一个典型结构的色散和耦合阻抗，计算结果与实验结果有很好的一致. 关键词： 螺旋带 坐标变换 色散 耦合阻抗     

Magneto-optical Faraday effects in dispersive properties for three-dimensional magnetized plasma photonic crystals

The dispersive properties of three-dimensional magnetized plasma photonic crystals composed of homogeneous magnetized plasma spheres immersed in isotropic dielectric host with face-centered-cubic lattices are theoretically studied based on plane wave expansion method, as the magneto-optical Faraday effects of magnetized plasma are considered. The equations for calculating the band structures are theoretically deduced. The photonic band gap and a flatbands region can be obtained. The influences of host dielectric constant, plasma collision frequency, filling factor, external magnetic field and plasma frequency on the dispersive properties are investigated in detail, respectively, and some corresponding physical explanations are also given. The numerical results show that the photonic band gap can be manipulated by the plasma frequency, filling factor, external magnetic field and host dielectric constant, respectively. However, the plasma collision frequency has no effects on photonic band gap. The location of flatbands region cannot be tuned by any parameters except for the plasma frequency and external magnetic field.