Квазиоптическая теория релятивистских генераторов поверхностной волны коаксиальной и цилиндрической геометрии

В рамках квазиоптического подхода построена нелинейная нестационарная теория генераторов поверхностной волны – многоволновых черенковских генераторов (МВЧГ) коаксиальной и цилиндрической геометрии, запитываемых трубчатыми электронными пучками большого диаметра. Малая кривизна стенок волновода позволяет существенно упростить задачу анализа динамики МВЧГ путем введения квазиплоской модели, в рамках которой локально вблизи гофрированной цилиндрической стенки поверхностные поля близки к полям плоскости, гофрированной с той же глубиной и периодом, а цилиндрическая геометрия системы учитывается введением условий азимутальной цикличности. Результаты, получаемые в рамках усредненного подхода, сопоставляются с результатами прямого численного PIC (particle in cell)-моделирования и экспериментальных исследований МВЧГ. Интересной особенностью PIC-моделирования является демонстрация существования при достаточно больших периметрах одночастотных режимов генерации, в которых имеет место самосинхронизация различных азимутальных мод. В результате формируется азимутально-несимметричное стационарное распределение поля, которое можно отнести к известным в теории автоколебательных систем диссипативным структурам.