Предисловие ко второму изданию | 9
|
Глава 1. Методы описания плазмы | 10
|
1.1. Общие сведения о плазме | 10
|
1.2. Кинетическое уравнение с самосогласованным полем. Столкновения частиц в плазме | 17
|
1.3. Многожидкостная гидродинамика холодной плазмы | 23
|
1.4. Одножидкостная гидродинамика неизотермической плазмы | 26
|
1.5. Уравнения электромагнитного поля, материальные уравнения и граничные условия | 29
|
Глава 2. Колебания и волны в плазме | 35
|
2.1. Линейное приближение и дисперсионное уравнение | 35
|
2.2. Электромагнитные волны в неограниченной изотропной плазме | 40
|
2.3. Электромагнитные волны в полностью замагниченной неограниченной плазме | 47
|
2.4. Ограниченная холодная изотропная плазма. Поверхностные волны | 51
|
2.5. Ограниченная холодная анизотропная плазма. Объемно-поверхностные волны | 59
|
2.6. Простейшие волны в одномерном потоке плазмы | 63
|
2.7. Начальная задача | 66
|
2.8. Граничная задача | 73
|
Глава 3. Электромагнитные волны в плазменных волноводах | 79
|
3.1. Основные уравнения электромагнитных волн в плазменных волноводах | 79
|
3.2. Плазменный волновод в бесконечно сильном внешнем магнитном поле | 86
|
3.3. Модель бесконечно тонкой полностью замагниченной плазмы | 99
|
3.4. Плазменный волновод в отсутствие внешнего магнитного поля | 104
|
3.5. Потенциальное приближение | 114
|
3.6. Волновод со сплошным плазменным заполнением | 125
|
3.7. Численное исследование общего дисперсионного уравнения для спектров электромагнитных волн в плазменном волноводе | 139
|
3.8. Плазменные волноводы с произвольной формой поперечного сечения в бесконечно сильном внешнем магнитном поле | 146
|
3.9. Колебания плазменного столба с нерезкими границами в волноводе | 151
|
3.10. Импульсы и энергии волн в плазменных волноводах | 161
|
3.11. Волны пространственного заряда электронного пучка в волноводе | 166
|
Глава 4. Неустойчивости прямолинейных электронных пучков в плазме. Линейное приближение | 172
|
4.1. Простейшая пучково-плазменная система. Резонансная и апериодическая неустойчивости | 172
|
4.2. Неустойчивости в волноводе с однородным пучково-плазменным заполнением | 182
|
4.3. Неустойчивости тонкого пучка в однородном плазменном волноводе. Конкуренция поперечных мод | 195
|
4.4. Неустойчивости поперечно ограниченных пучка и плазмы в волноводе. Одночастичный и коллективный эффекты Черенкова | 207
|
4.5. Теория возмущений по связи волн. Общая линейная теория коллективного эффекта Черенкова в поперечно неоднородной системе | 219
|
Глава 5. Пучковые неустойчивости и эффекты вынужденного излучения электронных пучков | 224
|
5.1. Спонтанное излучение | 224
|
5.2. Одночастичные механизмы вынужденного излучения | 228
|
5.3. Коллективные механизмы вынужденного излучения | 238
|
5.4. Аномальный и нормальный эффекты Доплера. Волны с отрицательной энергией | 247
|
5.5. Вынужденное циклотронное излучение | 252
|
5.6. Энергия, передаваемая излучению при пучковых неустойчивостях – элементарные оценки | 256
|
Глава 6. Описание нелинейной динамики электронов и запись материальных уравнений в плазменной СВЧ-электронике | 262
|
6.1. Задача Коши для кинетического уравнения Власова | 262
|
6.2. Решение задачи Коши с использованием первых интегралов – общее рассмотрение | 264
|
6.3. Решение задачи Коши методом интегрирования по начальным данным – общее рассмотрение | 267
|
6.4. Начальная задача Коши для уравнения Власова | 271
|
6.5. Граничная задача Коши для уравнения Власова | 281
|
6.6. Математическая формулировка задачи об эволюции начального возмущения в однородной плазме | 289
|
6.7. Нелинейные уравнения релятивистского СВЧ-усилителя | 291
|
6.8. Фазовая плотность и метод крупных частиц | 296
|
Глава 7. Нелинейная теория неустойчивостей прямолинейного электронного пучка в плазме – нерелятивистский случай | 299
|
7.1. Нелинейные уравнения взаимодействия поперечно-ограниченных пучка и плазмы в волноводе | 299
|
7.2. Процедура линеаризации | 304
|
7.3. Нелинейная динамика пучковой неустойчивости при одночастичном эффекте Черенкова. Неполное численное моделирование и метод медленных амплитуд | 309
|
7.4. Нелинейная динамика пучковой неустойчивости при коллективном эффекте Черенкова. Метод разложения траекторий | 316
|
7.5. Моделирование пучковой неустойчивости в нелинейной плазме. Двухпучковая неустойчивость | 329
|
7.6. Нелинейная теория неустойчивости тонкого пучка в однородном плазменном волноводе | 358
|
Глава 8. Релятивистская нелинейная теория неустойчивостей прямолинейного электронного пучка в плазме | 365
|
8.1. Простейшая пучково-плазменная система с учетом релятивистских эффектов | 365
|
8.2. Неустойчивость безграничной пучково-плазменной системы относительно возмущений, распространяющихся под углом к направлению движения релятивистского пучка | 374
|
8.3. Асимптотические релятивистские нелинейные уравнения теории пучково-плазменного взаимодействия | 382
|
8.4. Метод разложения импульсов. Одночастичный эффект Черенкова и апериодическая неустойчивость типа отрицательной массы в ультрарелятивистском приближении | 389
|
8.5. Нелинейная релятивистская теория пучковой неустойчивости при коллективном эффекте Черенкова | 396
|
Глава 9. Теория релятивистских плазменных черенковских СВЧ-усилителей | 400
|
9.1. Линейная теория плазменного СВЧ-усилителя на поверхностной волне | 400
|
9.2. Оценка оптимальной эффективности плазменного СВЧ-усилителя | 415
|
9.3. Основные нелинейные уравнения теории черенковских плазменных СВЧ-усилителей | 418
|
9.4. Нелинейная теория плазменного СВЧ-усилителя на поверхностной волне. Одночастотный режим | 424
|
9.5. Спектры частот плазменного СВЧ-усилителя при немонохроматическом входном сигнале | 428
|
Глава 10. Теория плазменных черенковских СВЧ-генераторов | 432
|
10.1. Линейная теория плазменного СВЧ-генератора | 432
|
10.2. Нелинейная теория релятивистского плазменного СВЧ-генератора | 436
|
10.3. Метод медленных амплитуд в теории плазменного СВЧ-генератора | 441
|
10.4. Стационарный режим генерации | 446
|
Глава 11. Формирование, равновесие и транспортировка мощных релятивистских электронных пучков | 451
|
11.1. Формирование РЭП в плоском и цилиндрическом диоде с магнитной изоляцией | 451
|
11.2. Предельные токи РЭП, транспортируемых в вакуумных эквипотенциальных дрейфовых пространствах | 456
|
11.3. Предельные токи компенсированных по заряду РЭП, определяемые условием устойчивости транспортировки | 459
|
11.3.1. Неустойчивость Пирса и предельный ток Пирса | 460
|
11.3.2. Неустойчивость Будкера–Бунемана | 468
|
11.4. РЭП в конечном магнитном поле | 470
|
11.4.1. Тококонвективная неустойчивость нейтрализованного электронного пучка | 471
|
11.4.2. Диокотронная неустойчивость ненейтрализованного электронного пучка | 475
|
Глава 12. Переходные процессы при инжекции релятивистского электронного пучка в плазменный волновод | 479
|
12.1. Инжекция РЭП в пространственно неограниченную плазму | 479
|
12.2. Инжекция РЭП в пространственно ограниченную плазму | 493
|
12.3. Обсуждение экспериментов по инжекции РЭП в плазму | 508
|
Глава 13. Экспериментальные методы релятивистской СВЧ-электроники | 518
|
13.1. Формирование электронных пучков | 518
|
13.2. Методы создания плазмы | 527
|
13.3. Измерение параметров электронных пучков | 533
|
13.4. Измерение параметров плазмы | 540
|
13.5. Измерение параметров СВЧ-излучения | 544
|
Глава 14. Экспериментальная плазменная нерелятивистская СВЧ-электроника | 550
|
14.1. Предмет плазменной СВЧ-электроники | 550
|
14.2. Плазменная лампа бегущей волны | 552
|
14.3. Плазменная лампа обратной волны (ЛОВ) | 554
|
14.4. Усилитель на продольных волнах | 556
|
14.5. Практическое использование плазменных СВЧ-приборов | 558
|
Глава 15. Экспериментальная плазменная релятивистская СВЧ-электроника | 559
|
15.1. Плазменный релятивистский СВЧ-генератор | 559
|
15.1.1. Схема и основные принципы работы ПРГ | 560
|
15.1.2. Результаты исследований ПРГ и сравнение с расчетом | 564
|
15.1.3. СВЧ-генератор с микросекундной длительностью импульса | 571
|
15.1.4. Перестройка частоты ПРГ в импульсно-периодическом режиме | 576
|
15.2. Плазменный релятивистский СВЧ-усилитель. Частоты 9–13 ГГц | 578
|
15.2.1. Схема плазменного релятивистского СВЧ-усилителя | 578
|
15.2.2. Результаты эксперимента | 580
|
15.3. Плазменный релятивистский СВЧ-усилитель микросекундной длительности. Частоты 2.4–3.1 ГГц | 581
|
15.4. Сравнение экспериментальных результатов плазменной и вакуумной релятивистских СВЧ-электроник | 595
|
Глава 16. Волны в конечных системах | 597
|
16.1. Резонатор Фабри–Перо | 597
|
16.2. Собственные колебания конечных систем | 601
|
16.3. Генераторы волн | 606
|
Литература | 618
|
|