«Излучение пучков заряженных частиц в присутствии проводящих гофрированных структур с малым периодом»

Е.С. Симаков

Санкт-Петербургский государственный университет

Исследуется излучение пучков заряженных частиц, движущихся в присутствии гофрированных проводящих структур. При этом предполагается, что период гофрирования мал по сравнению с характерными длинами рассматриваемых электромагнитных волн. В данном случае решение задачи может быть получено с помощью так называемых эквивалентных граничных условий (ЭГУ).

Сначала рассматривается случай, когда структура представляет собой безграничную планарную поверхность. При этом анализируются два варианта гофрировки: мелкое гофрирование, когда глубина структуры много меньше длин электромагнитных волн, и глубокое гофрирование, когда глубина сравнима с длиной волны излучения. В обоих случаях исследуются два варианта движения пучка относительно структуры: вдоль плоскости поверхности перпендикулярно направлению гофрирования и сквозь поверхность (перпендикулярно ей). Показано, что при движении заряда вдоль структуры генерируются поверхностные волны, а при движении сквозь – как поверхностные, так и объемные волны. Анализ генерируемого зарядом поля показывает, что во многих ситуациях структура поверхностной волны позволяет судить о размере пучка и о распределении заряда в нем.

Далее анализируется дифракция волноводной поперечно магнитной моды на открытом конце цилиндрического волновода, стенка которого имеет глубокое гофрирование. Предполагается, что поле падающей моды генерируется пучком при его движении вдоль оси бесконечного цилиндрического глубокогофрированного волновода. Помимо ЭГУ, в данной задаче применяется метод Винера-Хопфа-Фока, который позволяет получить электромагнитное поле в открытом пространстве (вне волновода). Показано, в частности, что распределение данного поля в дальней зоне имеет, как правило, несколько максимумов излучения и весьма чувствительно к изменению параметров задачи.