На рис. 1.13 изображен многозазорный резонатор, выполненный из отрезка бипериодической замедляющей системы (структура Андреева) Проводящие шайбы, расположенные внутри резонатора, крепятся на нескольких продольных проводящих или изолирующих стержнях, закрепленных во внешней оболочке. Такой резонатор можно рассматривать как последовательность активных и пассивных ячеек, причем полный период содержит одну активную и одну пассивную ячейки. В качестве рабочего в таком резонаторе используется jt/2-вид колебаний, продольная составляющая электрического поля которого максимальна в активных ячейках и равна нулю в пассивных (рис. 1.3,г). Однако, поскольку пассивные ячейки вынесены из пространства взаимодействия, эффективность резонатора не снижается (по сравнению с О- или л-видом), так как в каждом высокочастотном зазоре, находящемся на пути заряженных частиц, существует максимальное электрическое поле. Такие резонаторы широко применяются в линейных ускорителях со стоячей волной.

(SS)

Рис 113 Многозазорный резонатор (ускоряющая структура Андреева):

/ - диафрагма, 2 -штапга, 3 -активная ячейка 4 - ячейка связи (пассивная)

Простейшая конструкция ЗС типа цепочка связанных резонаторов (ЦСР)-круглый диафрагмированный волновод (КДВ)-показана на рис. 1.14,а. Дисперсия этой ЗС прямая, а замедление и ширина полосы пропускания определяются периодом и диаметром отверстия в диафрагме. Для получения больших замедлений необходимо уменьшать диаметр отверстия, что приводит к сужению полосы пропускания. Это обстоятельство ограничивает использование КДВ в лампах бегущей волны. Основное применение эти ЗС находят в линейных ускорителях электронов, где требуемое замедление /?о~ 1.

Цепочка связанных резонаторов с индуктивными щелями связи (рис. 1.14,6) служит основным типом ЗС

мощных ламп бегущей волны 0-типа. Форма и число щелей S, а также угол их взаимного смещения § в смежных диафрагмах могут быть различными (рис. 1.15), однако наиболее распространены системы с 5 = 1, = л. Рассматриваемая ЗС имеет обратную дисперсию, поэтому при ее применении в ЛБВ в качестве рабочей используется минус первая пространственная гармоника (р =-1). Максимальное сопротивление связи этой гармоники достигается при сравнительно малой ширине высокочастотного зазора, что приводит к необходимости введения в конструкцию пролетных труб

Рис. 1.14. Резонаторные ЗС с цилиндрической оболочкой:

й - круглый диафрагмированный волновод; б - цепочка резонаторов с индуктивными щелями связи

Рис. 1.15. Формы щелей связи в ЦСР:

а - секторная; б - фасолевидная; в - гантельная; г - сегментная

(рис. 1.14,6). Ширина полосы пропускания этой ЗС определяется в основном числом и размерами щелей связи. Характерным для нее является наличие щелевой полосы пропускания, расположенной сравнительно близко к рабочей (основной).

Стремление получить прямую дисперсию основной гармоники с тем, чтобы использовать ее в качестве рабочей, привело к разработке ЦСР типа клеверный лист , а также с S-образными петлями связи [99]. Однако вследствие сложной конструкции и ряда других недостатков они не нашли широкого применения.

Рис. 1.16. Гребенчатые одинарные (а) и двойные (б) резонатор-

ные ЗС:

/ - открытые; 2 - закрытые

Наряду с осесимметричными в СВЧ электронике широко применяются плоскосимметричные ЦСР, к которым относятся прежде всего различные типы гребенчатых ЗС (рис. 1.16). Эти системы используются в приборах О- и М-типов для взаимодействия с плоскими: электронными потоками.

Глава 2

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ

2.1. ИСХОДНЫЕ УРАВНЕНИЯ

Уравнения Максвелла (В.6) - (В.9) являются системой из: восьми дифференциальных уравнений первого порядка в частных производных относительно шести трехмерных неизвестных функ-