Лобанов Л.Н.
Ростов В.В.
Шунайлов С.А.
Яландин М.И.
 Статья на сайте eLibrary

Рассматриваются численные модели генерации последовательностей субгигаваттных пиков микроволнового сверхизлучения (СИ) в релятивистской лампе обратной волны Kа-диапазона за счёт глубокой периодической модуляции тока электронного пучка. В первой модели такой режим достигается при подаче на взрывоэмиссионный катод последовательности трапецеидальных ускоряющих импульсов с некоторой задержкой. Длительность задержки определяет влияние остаточного фона медленных отработанных электронов на динамику формирования последующего пика СИ и его амплитуду. В альтернативном варианте ток инжектируемого пучка непрерывный, но он модулируется предыдущим импульсом СИ, который порождает сильные электрические поля в радиальном зазоре в области коаксиальной вставки, которая используется в анодном блоке лампы обратной волны вместо резонансного рефлектора. Здесь пучок периодически сбрасывается на стенку. В этом случае в отличие от первого варианта электроны на фронте очередного сегмента пучка имеют максимальную энергию. По этой причине возбуждение очередных импульсов СИ менее чувствительно к остаточным медленным электронам и происходит в воспроизводимых условиях, при этом импульсы имеют малую задержку и близкие амплитуды.

На английском языке
On simulating the generation of a Ka-band subnanosecond microwave peak train by a relativistic backward-wave oscillator in the beam current modulation regime
Lobanov L.N., Rostov V.V., Shunailov S.A. and Yalandin M.I.

We consider numerical models for generating sequences of subgigawatt microwave superradiance (SR) peaks in a relativistic Ka-band backward-wave oscillator (BWO) due to a deep periodic modulation of the electron beam current. In the first model, this regime is achieved by applying a sequence of trapezoidal accelerating pulses to the explosive-emission cathode with a certain delay. The delay duration determines the influence of the residual background of slow spent electrons on the dynamics of formation of the subsequent SR peak and the peak amplitude. In an alternative model, the injected beam current is continuous, but modulated by the preceding SR pulse, which generates strong electric fields in the radial gap near a coaxial insert used in the anode unit of the BWO instead of the resonant reflector. Here, the beam is periodically dumped onto the wall. In this case, unlike the first model, the electrons at the leading edge of the next beam segment have the maximum energy. Therefore, the excitation of subsequent SR pulses is less sensitive to residual slow electrons and occurs under reproducible conditions. The pulses have a short delay and close amplitudes.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2025_68_09_751