Адилова А.Б.
Власов С.Н.
Запевалов В.Е.
Рожнев А.Г.
 Статья на сайте eLibrary

Развит метод расчёта колебаний в открытых аксиально-симметричных резонаторах, основанный на слабой формулировке уравнений электродинамики, методе конечных элементов и методе идеально согласующих слоёв для ограничения расчётной области. На примере «неканонического» резонатора эшелеттного типа проведено моделирование TE-колебаний. Показано, что в таком резонаторе существуют группы продольных мод, свойства которых близки к свойствам продольных мод в резонаторах «классического типа», имеющих вид слабо неоднородных цилиндрических волноводов, которые нагружены с двух сторон на сужающийся и расширяющийся рупоры. Рассчитаны значения частот, а также дифракционных и омических добротностей мод эшелеттного резонатора. Установлено, что омическая добротность значительно превышает дифракционную, что качественно согласуется с результатами, представленными в литературе. Показано, что существуют оптимальные значения радиуса и амплитуды гофрировки, при которых дифракционная добротность максимальна.

На английском языке
Full electromagnetic modeling of the properties of an echelette gyrotron cavity
Adilova A.B., Vlasov S.N., Zapevalov V.E. and Rozhnev A.G.

We have developed a method calculating oscillations in open axially symmetric cavities has been developed. The method is based on a weak formulation of the equations of electrodynamics, the finite element method, and the method of perfectly matching layers in order to limit the computational domain. Using a "non-canonical'' echelette cavity as an example, TE modes are simulated. It is shown that such a cavity contains groups of longitudinal modes, whose properties are similar to those of the longitudinal modes in "classical'' cavities, which have the form of weakly inhomogeneous cylindrical waveguides loaded on the both sides with tapering and expanding horns. The frequencies, as well as the diffraction and ohmic Q-factors of the echelette cavity modes, are calculated. It is found that the ohmic Q-factor significantly exceeds the diffraction Q-factor, which agrees qualitatively with the results presented in the literature. It is shown that there exist optimal values of the corrugation radius and amplitude, at which the diffraction Q-factor is maximum.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2025_68_09_775