Influence of collisions and plasma radial non‑uniformity on electromagnetic wave in coaxial structure with azimuth external magnetic field

Abstract

This report is devoted to the investigation of dispersion properties, attenuation coefficient and radial wave field structure of high-frequency electromagnetic wave that propagates in coaxial magnetized waveguide structure with non-uniform azimuth magnetic field, partially filled by radial non-uniform collisional plasma. The influence of geometric parameters of waveguide structure, plasma non-uniformity, effective collision rate, direction and value of azimuth magnetic field on phase characteristics, attenuation coefficient and radial wave field structure of the considered wave is studied. It was shown that it is possible to control effectively the dispersion properties and spatial attenuation of the considered wave by varying the value and direction of external azimuth magnetic field.Досліджено дисперсійні властивості, коефіцієнт просторового загасання та радіальну структуру поля високочастотної електромагнітної хвилі, що розповсюджується в коаксіальній магнітоактивній хвилевідній структурі з радіально неоднорідним азимутальним магнітним полем, частково заповненою радіально неоднорідною плазмою із зіткненнями. Вивчено вплив геометричних параметрів хвилевідної структури, радіальній неоднорідності густини плазми, ефективної частоти зіткнень електронів, напрямку та величини постійного току на фазові характеристики, коефіцієнт просторового загасання та радіальну структуру поля досліджуваної хвилі. Показано можливість ефективного керування дисперсійними властивостями та коефіцієнтом просторового загасання зміною величини та напрямку постійного струму.Исследованы дисперсионные свойства, коэффициент пространственного затухания и радиальная структура поля высокочастотной электромагнитной волны, распространяющейся в коаксиальной волноводной структуре, частично заполненной радиально неоднородной столкновительной плазмой, которая находится в радиально неоднородном азимутальном магнитном поле. Изучено влияние геометрических параметров волноводной структуры, радиальной неоднородности плотности плазмы, эффективной частоты столкновений электронов, величины и направления постоянного тока на фазовые характеристики, коэффициент пространственного затухания и радиальную структуру поля рассматриваемой волны. Показана возможность эффективного управления дисперсионными свойствами и коэффициентом пространственного затухания путем изменения величины и направления постоянного тока.