Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике 12.3. ГЕНЕРАЦИЯ ВОЛН МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА12.3.1. Излучение пучка высской энергииМощность на частотах выше
Рис. 12.10. Гармодотрон — лучевой генератор гармоник. Частота Для импульса тока в виде дельта-функции амплитуда любой гармоники тока образом. Теоретическая величина излучаемой мощности имеет порядок
При напряжении пучка
Рис. 12. 11. Излечение электронного пучка: а — прямолинейное ускоренное движение; б - поперечное периодическое движение; в — вращение по окружности. (См. [196].) Было установлено [196, 197, 242], что три возможных механизма излучения из пучка соответствуют линейному, синусоидальному и круговому движению частиц. Рассмотрим вначале, чему равно в точке Р излучение электрона, движущегося вдоль отрезка А А со скоростью и, как это показано на рис. 12.11, а. Пока компонента скорости в направлении
где
Излучение сосредоточено в узком конусе с осью вдоль направления движения заряда и углом раскрыва диэлектрик электрон вызывает временную поляризацию среды, а среда переизлучает передаваемую энергию. Волновой фронт, как показано на рис. 12.12, а, будет образовываться в направлении 0, так что излучение распространится от
определяет конус излучения. Размытие конуса уменьшается при увеличении пути частицы в среде. Если считать, что скорость частицы не уменьшается, то излучение не зависит от ее массы.
Рис. 12. 12. Принцип излучения Черенкова: а — фронт излучаемой волны; б - пучок вблизи плоской поверхности диэлектрика; в — пучок между двумя пластинами диэлектрика; г - пучок в цилиндрическом канале. (См. [02].) Мощность излучения равна
где интегрирование производится по всем частотам, для которых Генерирование сверхвысоких частот на основе эффекта Черенкова было рассмотрено в ряде работ [1, 73, 100, 101, 212]. В устройстве, предложенном Даносом [62], требуется, чтобы частицы двигались близко к поверхности диэлектрика. В случае плоского пучка, изображенного на рис. 12.12, б, плотность заряда предполагалась в виде
где Определяющая энергию излучения компонента вектора Пойтинга, нормальная к поверхности раздела, равна [346];
где
Представим 5 в виде
Величину
что сравнимо с энергией пучка напряжением Геометрией, пригодной для генераторов Черенкова, обладают также плоский пучок между двумя диэлектрическими пластинами (рис. 12.12, в), полый пучок, движущийся по оси канала, проделанного в диэлектрике [191, как на рис. 12.12, г, и другие устройства [10, 162, 202, 325, 326, 328]. Эффект Черенкова напоминает в некоторых отношениях возбуждение [177] поверхностных волн, причем функции диэлектрика [196] могут выполнять гофрированные металлические поверхности. В практических генераторах Черенкова [63, 152, 160, 339] применяются среды с пространственной дисперсией [3], сложные среды [241], диполи [104] и анизотропные ферриты [211]. Устройство, показанное на рис. 12.13, работает [61] на частоте Второй механизм непосредственного излучения из пучка определяется возмущением движения электронов, которое может быть продольным [154] или, как показано на рис. 12.11, б, поперечным. Пусть
Если электрон совершает один период синусоидального движения между
Волна с максимальной частотой распространяется вдоль оси конуса, а угол конуса излучения увеличивается с уменьшением частоты. Из-за релятивистского эффекта Допплера [161] частоты наблюдаемого излучения выше частот, соответствующих пространственному периоду.
Рис. 12. 13. Генератор излучения Черенкова на сверхвысоких частотах. Частота Поперечное движение электронов может быть возбуждено при прохождении через ондулятор — устройство, в котором чередуются электрические или магнитные поля с разной полярностью. Условия работы магнитного ондулятора исследовались в литературе [50, 185, 351], и была сконструирована опытная модель [198]. Сгруппированный электронный пучок с энергией Бриллюэна для периодической структуры. В практических условиях наблюдалось излучение небольшой мощности, соответствующей Излучение заряженной частицы, вращающейся по окружности радиусом
|
1 |
Оглавление
|