Переходное излучение модулированного электронного потока, пересекающего проволочный экран

Abstract

Теоретически исследовано переходное излучение модулированного электронного потока при его прохождении через проволочный экран. Электронный поток движется вдоль нормали к экрану и представляет собой бесконечную периодическую последовательность отдельных сгустков. Каждый сгусток имеет вид отрезка заряженной нити, ориентированного перпендикулярно его скорости. Проволочный экран расположен в вакууме и представляет собой бесконечный периодический набор параллельных металлических проволок. Рассмотрены две различные взаимные ориентации сгустков и проволок – перпендикулярная и параллельная. Получено выражение для спектральной плотности потока энергии излучения, построена диаграмма направленности излучения и проведена численная оценка мощности излучения. Показано, что переходное излучение представляет собой набор гармоник на частотах, кратных обратному периоду пространственной модуляции потока, а диаграмма направленности излучения имеет максимум в направлении проволок для нерелятивистских когерентных сгустков.

Теоретично досліджено перехідне випромінювання модульованого електронного потоку при його проходженні через дротяний екран. Електронний потік рухається уздовж нормалі до екрану та є нескінченною періодичною послідовністю окремих згустків. Кожен згусток має вид відрізка зарядженої нитки, орієнтованого перпендикулярно його швидкості. Дротяний екран розташований у вакуумі та є нескінченним періодичним набором паралельних металевих дротів. Розглянуто дві різні взаємні орієнтації згустків і дротів – перпендикулярну й паралельну. Отримано вираз для спектральної щільності потоку енергії випромінювання, збудовано діаграму спрямованості випромінювання та проведено чисельну оцінку потужності випромінювання. Показано, що перехідним випромінюванням є набір гармонік на частотах, кратних зворотному періоду просторової модуляції потоку, а діаграма спрямованості випромінювання має максимум в напрямі дротів для нерелятивістських когерентних згустків.

The transition radiation of an electron beam traversing the wire screen has been theoretically investigated. The beam has the form of the periodical series of discrete bunches and moves along the normal to the screen. Each of the bunches by itself has the form of the segment of the charged filament which is directed normal to the beam velocity. The wire screen is located in vacuum and has the form of a one-dimensional array of parallel metal wires. Two different mutual arrangements of the bunches and the wires, namely, the perpendicular and the parallel arrangements have been considered. The spectral energy density, the directional diagram, and the numerical estimations of the radiation power have been obtained. It has been demonstrated that the transition radiation is the series of harmonics. The harmonic frequencies are multiple of the reverse spatial period of the modulated beam. The directional diagram has maximum along the wires for the non-relativistic coherent bunches.