Федотов А.Э.
Малкин А.М.
Егорова Е.Д.
Гинзбург Н.С.
 Статья на сайте eLibrary

Рассмотрены резонаторы поверхностной волны в виде планарной гофрированной структуры с рабочей волной π-вида и с дополнительной гофрировкой с удвоенным периодом, обеспечивающей вывод излучения в виде гауссова пучка в поперечном к структуре направлении. Исследуются зависимости эффективности поперечного вывода энергии и соответствующей добротности моды от параметров основной и дополнительной прямоугольных гофрировок. Получены аналитические выражения в двух предельных случаях - для мелкой гофрировки с периодом, близким к половине длины волны, и глубиной, много меньшей периода, а также для гофрировки с периодом, много меньшим длины волны, и глубиной, близкой к четверти длины волны. Такие резонаторы могут применяться в релятивистских генераторах поверхностной волны и в нерелятивистских клинотронах соответственно. С помощью прямого численного моделирования рассчитана добротность резонатора поверхностной волны с прямоугольной гофрировкой с произвольным соотношением периода и глубины. Показано, что добротность, связанная с поперечным выводом излучения, падает обратно пропорционально квадрату глубины дополнительной гофрировки и растёт при уменьшении глубины гофрировки при сохранении длины волны.

На английском языке
Properties of surface-wave resonators with the transverse radiation output
Fedotov A.E., Malkin A.M., Egorova E.D. and Ginzburg N.S.

We consider surface wave resonators made as a planar corrugated structure with the operating π-shaped mode and an additional double-period corrugation, which ensures the output of radiation as a Gaussian beam in the direction transverse with respect to the direction of the structure. The dependences of the intensity of the transverse energy output and the corresponding mode Q-factor on the parameters of the main and additional rectangular corrugations are studied. Analytical expressions are obtained in two limiting cases, specifically, one for a shallow corrugation with a period close to half the wavelength and a depth much smaller than the period, and the other, for a deep corrugation with a period much smaller than the wavelength and a depth close to a quarter of the wavelength. Such resonators can be used in relativistic surface-wave generators and non-relativistic clynotrons, respectively. The Q-factor of the surface wave resonator with a rectangular corrugation having an arbitrary ratio of the period and the depth is calculated using direct numerical simulations. It is shown that the Q-factor related to the transverse radiation output decreases in inverse proportion to the squared depth of the additional corrugation and increases with the decreasing corrugation depth and the fixed wavelength.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2024_67_06_500