Paraxial approximation in the region of formation of electron beam of planar gyrotron

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The flow structure and the Laplace field implementing this structure are investigated on models that include various options for specifying the beam axis and the potential on it, taking into account the asymptotics of the antiparaxial theory during emission in the T-mode. The problems of non-uniform distribution of parameters on the cathode surface and the formation of the ends of a ribbon beam with a cross-section deformed due to the drift velocity are discussed.

Full Text

Restricted Access

About the authors

T. M. Sapronova

Russian Federal Nuclear Center All-Russian Scientific Research Institute of Technical Physics named after academician E.I. Zababakhin

Author for correspondence.
Email: red@cplire.ru

All-Russian Electrotechnical Institute

Russian Federation, Moscow

V. A. Syrovoy

Russian Federal Nuclear Center All-Russian Scientific Research Institute of Technical Physics named after academician E.I. Zababakhin

Email: red@cplire.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Сыровой В.А. // РЭ. 2017. Т. 62. № 6. С. 584.
  2. Мануилов В.Н., Цимринг Ш.Е. // РЭ. 1978. Т. 23. № 7. С. 1486.
  3. Мануилов В.Н. // РЭ. 1981. Т. 26. № 11. С. 2425.
  4. Иляков Е.В., Кулагин И.С., Мануилов В.Н., Мовшевич Б.З. // Прикл. физика. 2010. № 6. С. 89.
  5. Кишко С.А., Кулешов А.Н., Глявин М.Ю. и др. // РЭ. 2014. Т. 59. № 7. С. 722.
  6. Manuilov V.N., Zaslavsky V. Yu., Ginzburg N.S. et al. // Phys. Plasmas. 2014. V. 21. P. 023106.
  7. Сапронова Т.М., Сыровой В.А. // РЭ. 2020. Т. 65. № 12. С. 1209.
  8. Сапронова Т.М., Сыровой В.А. // РЭ. 2024. Т. 69. № 11. С. 1079.
  9. Сыровой В.А. Теория интенсивных пучков заряженных частиц. М.: Энергоатомиздат, 2004.
  10. Невский П.В., Теория В.Т. Овчарова и примеры ее использования при расчете электронно-оптических систем электровакуумных приборов. Обзоры по электронной технике. Электроника СВЧ. Сер. 1. № 15. 1989.
  11. Гамаюнов Ю.Г., Патрушева Е.В., Тореев А.И., Шаталина С.А. // РЭ. 2008. Т. 53. № 3. С. 344.
  12. Гамаюнов Ю.Г., Патрушева Е.В. // РЭ. 2017. Т. 62. № 11. С. 1126.
  13. Сыровой В.А. // РЭ. 2016. Т. 61. № 3. С. 263.
  14. Сапронова Т.М., Сыровой В.А. // РЭ. 2017. Т. 62. № 11. С. 1106.
  15. Данилов В.Н., Сыровой В.А. // РЭ. 1977. Т. 22. № 7. С. 1473.
  16. Данилов В.Н., Сыровой В.А. // Изв. вузов. Радиофизика. 1977. Т. 20. № 11. С. 1727.
  17. Сапронова Т.М., Сыровой В.А. // РЭ. 2017. Т. 62. № 11. С. 1116.
  18. Данилов В.Н., Сыровой В.А. // Журн. прикл. механики и техн. физики. 1969. № 1. С. 11.
  19. Свешников В.М., Сыровой В.А. // ЖВМ и МФ. 1990. Т. 30. № 11. С. 1675.
  20. Свешников В.М. // Прикл. физика. 2004. № 1. С. 55.
  21. Свешников В.М. // Прикл. физика. 2006. № 3. С. 49.
  22. Свешников В.М. // Вычисл. технологии. 2006. Т. 11. № 5. С. 77.
  23. Сыровой В.А., Свешников В.М., Козырев А.Н. Аналитическое и численное моделирование интенсивных пучков заряженных частиц. Новосибирск: СО РАН, 2023.
  24. Овчаров В.Т., Невский П.В., Соколов А.И. // Электронная техника. Электроника СВЧ. 1978. № 8. С. 54.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Rice. 1. Function on the interval 0 < z

Download (155KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Comparison of exact solution 1 and paraxial approximation 2…4: f0 = 0.1, 0.2, 0.3 for a flat magnetron.

Download (112KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Equipotential configuration (a) (th I model, a = 0.25, A6 = 1.6, za = 1.8, J = 0.1008, f0 = 0.3/ 0.2, fm = 0.1095) and the ambiguity region of the l, s system (b).

Download (282KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Equipotential configuration (a) (model th I, a = 0.25, A6 = 2, za = 1.6, f0 = 0.15/0.15; solid lines J = 0.168, fm = 0.0655; points J = 0.112, fm = 0.0603).

Download (144KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Equipotential configuration, “short asymptotics” ( = –3.5, za = 1.7, J = 0.126, f0 = 0.3/0.1, fm = 0.126).

Download (568KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Equipotential configuration, “long asymptotics”, f0 = 0.3/0.1 for increasing values ​​of fm – (a); beam axis and function U(z) for five flow variants (1 – A6 = 2, za = 1.3, fm = 0.07; 2 – A6 = 2.3, za =1.5, fm = 0.118; 3 – A6 = 2.5, za = 1.6, fm = 0.122; 4 – A6 = 2, za = 1.5, fm = 0.141; 5 – A6 = 2, za = 1.6, fm = 0.163) – (b); comparison of functions U(z) for “short” and “long” asymptotics for the same value of fm.

Download (980KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Flow characteristics, th I model, a = 0.25, A6 = 2.5, za = 2.5, J = 0.1008, f0 = 0.3/0.2, fm = 0.0967).

Download (571KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Effect of current density for beams of two types: (a) – f0 = 0.2/0.2, a = 0.25, A6 = 2, za = 1.6, J = 0.084 and J = 0.126; (b) – f0 = 0.3/0.2, a = 0.25, A6 = 1, za = 1.6, J = 0.084 and J=0.1008.

Download (407KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Flow parameters based on the modified solution for a flat magnetron: f0 = 0.3/0.1, = 0.65, = 1.9, J = 0.1008, K = 4.

Download (571KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Potential at the beam boundaries and the Laplace field for a modified magnetron.

Download (513KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. Configuration of equipotentials and flow shapes at (solid) and (dots).

Download (145KB)
Indexing metadata
13. Fig. 12. End region of the beam: (a) – evolution of the cross-section in the planes l = const; (b) – picture of equipotential curves at .

Download (836KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences