آیا اثر بار فضائی، نواحی وقوع مالتی پکتور را تغییر می‌دهد؟

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشیاردانشگاه یزد،یزد، ایران

چکیده

حالت پایا در پدیده‌ی مالتی پکتور، با استفاده از مکانیزم اشباع توصیف می‌شود. اشباع، از برهم کنش الکترون‌های ثانویه‌ با یکدیگر، اثر بار فضائی، ایجاد می‌شود. با شبیه سازی مالتی پکتور و محاسبه‌ی تعداد الکترون‌های ایجاد شده در حالت پایا، می‌توان توان تابشی ایجاد شده توسط مالتی‌پکتور در آزمایشگاه را پیش بینی کرد. در بسیاری از مطالعات قبلی، اثر بار فضائی در نظر گرفته نشده است. در این مقاله ابر الکترونی که در اثر مالتی پکتور در ساختار موجبر با صفحات موازی، ایجاد می‌شود با صفحه‌ی تخت نازک مدل می‌شود. میدان الکتریکی حاصل از الکترون‌های صفحه مدل شده، محاسبه می‌شود و سپس معادلات حرکت صفحه الکترونی در حضور این میدان و میدان رادیو فرکانسی داخل موجبر بدست می‌آید. در اینجا نشان خواهیم داد، در نظر گرفتن بار فضائی در مالتی پکتور برای ساختار موجبر با صفحات موازی چگونه نتایج این پدیده بدون اثر بار فضائی را، تغییر می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Can the space charge effect change multipactor zones?

نویسنده [English]

  • Maryam Mostajeran
Associate Professor, Yazd University, Yazd, Iran
چکیده [English]

The steady state of multipactor phenomenon is defined by the saturation mechanism. The saturation is identified by the interaction of the secondary electrons by each other, i.e. the space charge effect. The power level of the radiation generated due to the multipactor can be predicted by the calculation of the number of the electrons using the simulation of multipactor. In many previous studies on the multipactor phenomenon, the space charge effect is not considered. In this paper the electron cloud which is generated during the discharge within a parallel-plate waveguide is modeled by a thin electron sheet. The electric field which is produced by the electron sheet is calculated, the equations of motion are then obtained taking into account both electrostatic and radio frequency fields. Here, it will be shown that how the inclusion of space charge effects in multipactor within a parallel-plate waveguide changes the results of multipactor in comparison to that of without space charge.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Saturation
  • Space charge
  • Multipactor
  • Waveguide
  • Parallel plates
[1].Gimenoet al. Transmission‐line model to analyze a multistage polarizer rotator, Microwave and Optical Technology Letters 4 (3), 113-117 (1991). https://doi.org/10.1002/mop.4650040308
 [2] J. R. M. Vaughan, IEEE Trans, Multipactor, Electron Devices 35, 1172(1988).  https://ieeexplore.ieee.org/document/3387
 [3] N. F. Kvalev et al. Scenario for output pulse shortening in microwave generators driven by relativistic electron beams, IEEE transactions on plasma science 26 (3), 246-251 (1991). https://escholarship.org/content/qt7h9427f2/qt7h9427f2_noSplash_b36c20ee2d6bdae0ff3eb2e0e483d370.pdf
 [4] R. A. Kishek and Y. Y. Lau, Multipactor discharge on a dielectric, Physical review letters 80 (1), 193 (1998).https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.80.193
 [5] A. G. Sazontov and V. E. Nechaev, Effects of rf magnetic field and wave reflection on multipactor discharge on a dielectric, Physics of Plasmas 17 (3), 033509 (2010).https://doi.org/10.1063/1.3356082
 [6] H. Wang et al. Effects of rf magnetic field on upstream dielectric multipactor, Plasma Sources Science and Technology 27 (12), 125006 (1991).https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6595/aaef0e
 [7] R. Udiljak et al. New method for detection of multipaction, IEEE transactions on plasma science 31 (3), 396-404 (2003).
https://ieeexplore.ieee.org/document/1206745?signout=succes
 [8] V. D. Shemelin, Existence zones for multipactor discharges, Journal of Technical Physics 56 (9), 1730-1736 (1986).
https://ieeexplore.ieee.org/document/1206745?signout=succes
 [9] M. Siddiqi and R. Kishek, Map-based multipactor theory for cross-field devices, IEEE Transactions on Electron Devices 66 (7), 3162-3167 (2019). https://ieeexplore.ieee.org/document/8715665
 [10] M. Mostajeran, Crossed fields and two-sided multipactor, Physics of Plasmas 25 (10), 103115 (2018).https://doi.org/10.1063/1.5049587
 [11] V. Semenov et al. Multipactor suppression in amplitude modulated radio frequency fields, Physics of Plasmas 8 (11), 5034-5039 (2001).https://doi.org/10.1063/1.1410980
 [12] M. Mostajeran and A. M. Nikdoust, The effect of variations of dimensions of a coaxial to WG1800 waveguide coupler its frequency, Journal of Research on Many-body Systems 10 (1), 113-129 (2020).   (In Persian)https://jrmbs.scu.ac.ir/article_15562.htm
 [13] M. Mostajeran and Lamehi Rachti, On the phase stability in two-sided multipactor, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 615 (1), 1-5 (2010).https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168900209024267
 [14] G. Romanov, simulation of multipacting with space charge effect, American Journal of Physics and Applications 5(6), 99-105(2017). https://doi.org/10.11648/j.ajpa.20170506.15
 [15] A. Berenguer et al. Experimental study of the multipactor effect in a partially dielectric-loaded rectangular waveguide, IEEE Microwave and Wireless Components Letters 29 (9), 595-597 (2019).https://doi.org/10.1109/LMWC.2019.2929488
 [16] A. Coves et al. Multipactor discharges in parallel-plate dielectric-loaded waveguides including space-charge effects, IEEE transactions on electron devices 55 (9), 2505-2511 (2008). https://doi.org/ 10.1109/TED.2008.927945
[17] R. Spektor et al. Space charge saturation in multipactor discharges with parallel magnetic field, Physics of Plasmas 25 (12), 122109 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5052647
[18] E. Sorolla and M. Matts, Multipactor in paralle-plate waveguides, Phys. Plasmas 19,072304 (2012). https://doi.org/10.1063/1.4736852
 [19] S. Riyopoulos, D. Chernin and D. Dialetis, Theory of electron multipactor in crossed fields, Physics of Plasmas 2 (8), 3194-3213 (1995).https://doi.org/10.1063/1.871151
[20] J. Rodney and M. Vaughan, A new formula for secondary emission yield, IEEE Transactions on Electron Devices 36 (9), 1963-1967 (1989).https://doi.org/ 10.1109/16.34278