Нелинейная теория генерирования электромагнитных волн электронами в поле заряженной нити

Abstract

Развита нелинейная теория генерирования электромагнитных волн в орбитроне. Построена и численно решена система уравнений, включающая уравнения возбуждения и движения электронов, совершающих двумерное движение в плоскости r,  в поле заряженной нити. Показано, что механизм обмена энергией электрона с волной в орбитроне и в магнетроне имеют много общего. Для фиксированных параметров орбитрона плотность электронов в пространстве взаимодействия имеет оптимальное с точки зрения генерируемой энергии и электронного КПД значение. Достаточно точное описание процесса возбуждения волн в орбитроне можно получить, ограничиваясь одной собственной гармоникой.

Розвинуто нелінійну теорію генерування електромагнітних хвиль в орбітроні. Побудовано й чисельно розв’язано систему рівнянь, до якої належать рівняння збудження та руху електронів, що здійснюють двовимірний рух у площині r, , в полі зарядженої нитки. Показано, що механізм обміну енергією електрона з хвилею в орбітроні та магнетроні мають багато спільного. Для фіксованих параметрів орбітрона щільність електронів у просторі взаємодії має оптимальне значення з точки зору енергії, що генерується, і електронної ККД. Достатньо точний опис процесу збудження хвиль в орбітроні можна отримати за допомогою однієї тільки власної гармоніки.

The nonlinear theory of electromagnetic field generation in orbitron is developed. The set of the equations including the equations of field excitation and equations of 2-dimential motion is constructed and numerically solved. It is shown, that mechanism of energy exchange of electrons with the wave in orbitron and in magnetron has much in common. For the fixed parameters of orbitron from the point of view of generated energy and electronic efficiency there is some optimal value of electron density in the interaction region.