含空间电荷效应的色散慢波结构行波管中的异常简并
应用物理
2021-07-28 v1
摘要
在由线性电子束与导波电磁场交互系统所支持的异常点简并（EPD）背景下，研究了二者间的相互作用。研究聚焦于具有实际螺旋波导慢波结构（SWS）的线性束行波管（TWT）情形。该相互作用由一解析模型表述，其为Pierce模型的推广，假设沿色散单模导波SWS的一维电子流，并计入系统中的空间电荷效应。利用全波仿真获得的相速度与特性阻抗的增广模型，通过计算增益-频率曲线并与更复杂的电子束仿真器对比得以验证。该对比亦显示新模型相对非色散Pierce模型的准确性。随后用增广模型研究EPD，观察到复值波数与系统特征向量的合并。在复色散图中，TWT系统开始/停止呈现对流不稳定性的点（即某模式开始/停止沿TWT指数增长）即为EPD。我们还通过证明Puiseux分数幂级数展开能良好近似EPD处色散图的分岔，证实了EPD的存在。后一概念亦解释了TWT系统在工作点邻近EPD时，对电子束速度变化的“异常”敏感性。
引用
@article{arxiv.2103.14767,
title = {Exceptional Degeneracies in Traveling Wave Tubes with Dispersive Slow-Wave Structure Including Space-Charge Effect},
author = {Kasra Rouhi and Robert Marosi and Tarek Mealy and Ahmed F. Abdelshafy and Alexander Figotin and Filippo Capolino},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.14767},
year = {2021}
}