Нелинейная теория взаимодействия трубчатого пучка заряженных частиц с поверхностными волнами в плазменном цилиндре

Abstract

Исследование механизмов генерации электромагнитных волн при движении заряженных частиц в различных электродинамических системах является актуальной проблемой современной радиофизики и электроники. В последнее время большое внимание уделяется вопросам взаимодействия потоков заряженных частиц с твердотельными структурами, обладающими диспергирующими свойствами. Как правило, такие структуры содержат плазмоподобные среды. Предпосылками для возникновения генерации электромагнитных волн являются неустойчивости систем, вызванные возмущениями потоков заряженных частиц. Обеспечение стационарного режима генерации волн осуществляется нелинейными взаимодействиями пучка заряженных частиц с собственными волнами (колебаниями) твердотельной структуры. В настоящей работе выполнено теоретическое исследование эффекта нелинейной стабилизации неустойчивости бесконечно тонкого трубчатого электронного пучка при его распространении вдоль поверхности твердотельного плазменного цилиндра.

Дослідження механізмів генерації електромагнітних хвиль при русі заряджених частинок у різних електродинамічних системах є актуальною проблемою сучасної радіофізики та електроніки. Останнім часом велика увага приділяється питанням взаємодії потоків заряджених частинок з твердотільними структурами, що мають диспергуючі властивості. Як правило, такі структури містять плазмоподібні середовища. Передумовами для виникнення генерації електромагнітних хвиль є нестійкості систем, що викликані збуреннями потоків заряджених частинок. Забезпечення стаціонарного режиму генерації хвиль здійснюється нелінійними взаємодіями пучка заряджених частинок з власними хвилями (коливаннями) твердотільної структури. У цій роботі виконано теоретичне дослідження ефекту нелінійної стабілізації нестійкості нескінченно тонкого трубчастого електронного пучка при його транспортуванні уздовж поверхні твердотільного плазмового циліндра.

Investigation of the generation mechanisms of electromagnetic waves by the motion of charged particles in various electrodynamic systems is an actual problem of modern radiophysics and electronics. Recently, much attention has been paid to the interaction between the streams of charged particles and solid-state structures that have dispersive properties. As a rule, such structures contain plasma-like media. The basis for the generation of electromagnetic waves is the system instabilities caused by perturbations in the streams of charged particles. The stationary mode of wave generation is provided by nonlinear interactions of a charged particle beam with eigenmodes of solid-state structure. In this paper, a theoretical study of the nonlinear stabilization effect of instability of an infinitesimally thin tubular electron beam propagated along the surface of solid-state plasma cylinder has been carried out.