Amplification and excitation of microwaves by an electron beam in a disk-loaded coaxial hybrid waveguide

Abstract

We have presented the results of the extensive experimental investigations of the amplification and oscillation excitation by the electron beam in hybrid plasma waveguides (HPW). The structure used as HPW a coaxial line with the disk-loaded electrodes and the plasma-filled passage channel. We have examined characteristics of the oscillations excited by the beam. As the investigation of the video pulse passage through the slow-wave structure under the currents close to the start-up value indicates, the working gas pressure heightening in the bore results in extending the system transmission band because of the plasma densification. The measured microwave signal gain and beam minimum currents, to start with the value of which the amplification is possible in a beam-plasma system, are in good agreement with the corresponding parameters calculated.

Подано результати експериментальних досліджень підсилення та збудження коливань електронним пучком у гібридному плазмовому хвилеводі (ГПХ). Як ГПХ використовується коаксіальна лінія з дисками на електродах, прольотний канал якої заповнено плазмою. Вивчено характеристики коливань, збуджуваних пучком. Дослідження проходження відеоімпульса через уповільнюючу структуру при струмах поблизу пускових показали, що збільшення тиску робочого газу у прольотному каналі приводить до розширення смуги пропускання системи із-за підвищення густини плазми. Вимірювані коефіцієнти підсилення ВЧ-сигналів та струми пучка, починаючи з яких є можливим підсилення у пучково-плазмовій системі, добре співпадають з розрахованими.

Представлены результаты экспериментальных исследований усиления и возбуждения колебаний электронным пучком в гибридном плазменном волноводе (ГПВ). В качестве ГПВ используется коаксиальная линия с дисками на электродах, пролетный канал которой заполнен плазмой. Изучены характеристики колебаний, возбужденных пучком. Исследования прохождения видеоимпульса через замедляющую структуру при токах вблизи пусковых показали, что увеличение давления рабочего газа в пролетном канале приводит к расширению полосы пропускания системы из-за увеличения плотности плазмы. Измеренные коэффициенты усиления ВЧ-сигналов и токи пучка, начиная с которых возможно усиление в пучково-плазменной системе, хорошо совпадают с расчетными.