Dispersion properties of arbitrary cross-section plasma-filled waveguide in a finite magnetic field

Abstract

The study presents a universal approach to solving a boundary value problem for waveguide of arbitrary crosssection with longitudinally magnetized plasma filling. The approach utilizes representation of longitudinal fields by infinite scalar series. The dispersion equation of magnetized plasma-filled waveguide of arbitrary cross-section is obtained. As examples, numerical results for three types of plasma-filled waveguides (circular, coaxial and rectangular) are presented. Their dispersion properties, as well as convergence of numerical results, are investigated numerically. The validity of the results is verified by comparison with known data.

Було запропоновано новий універсальний метод розв'язання задачі на власні частоти та поля регулярного хвилеводу довільного перерізу із магнітоактивною плазмою. Метод використовує скалярні розкладення для поздовжніх полів хвилеводу. Було отримано дисперсійне рівняння магнітоактивного плазмового хвилеводу з довільною формою поперечного перерізу. Як приклад, було розглянуто три типа (циліндричний, коаксіальний та прямокутний) плазмових хвилеводів. Їхні дисперсійні властивості, а також збіжність чисельних результатів було досліджено чисельно. Достовірність результатів було продемонстровано шляхом порівняння із відомими даними.

Предложен новый универсальный метод решения задачи на собственные частоты и поля регулярного волновода произвольного сечения с магнитоактивной плазмой. Метод использует скалярные разложения для продольных полей волновода. Получено дисперсионное уравнение магнитоактивного плазменного волновода с произвольной формой поперечного сечения. Как пример, рассмотрены три типа (цилиндрический, коаксиальный и прямоугольный) плазменных волноводов. Их дисперсионные свойства, а также сходимость численных результатов исследованы численно. Достоверность результатов показана путем сравнения с известными данными.