Analytische Feldberechnung in planaren mm-Wellenstrukturen zur Elektronenbeschleunigung Teil 1: Seitlich abgeschlossene, periodische Strukturen

Übersicht

Zur Zeit werden Realisierungsmöglichkeiten für Linearbeschleuniger im Frequenzbereich größer 100 GHz überlegt, die in planarer Technologie aufgebaut werden sollen. Im ersten Teil der Arbeit wird eine zweiseitige, seitlich abgeschlossene und in Strahlrichtung periodische Anordnung analytisch mit Hilfe von Orthogonalreihen untersucht. Im Gegensatz zu konventionellen, rotationssymmetrischen Beschleunigerkomponenten, wie dem irisbelasteten Rundhohlleiter, ist die Orthogonalentwicklung in zwei Dimensionen durchzuführen. Es werden numerische Ergebnisse für die Dispersionsdiagramme und Feldbilder der ersten beschleunigenden und ablenkenden Wellentypen sowie die auf den Gütewert bezogene Shuntimpedanz einer Zelle angegeben.

Im zweiten Teil werden dann offene Anordnungen ohne seitliche Begrenzung sowie aperiodische Strukturen mit endlich vielen Zellen behandelt, bei denen das Feld im Driftbereich durch örtlich kontinuierliche Spektralfunktionen beschrieben wird.

Contents

At present there are considerations how to realize linear accelerators with operating frequencies greater than 100 GHz using planar technology.

In the first part of this paper a double sided, laterally closed and periodic structure with regard to the beam direction is analyzed using mode matching technique. In constrast to rotational symmetric accelerator components, e.g. the iris loaded circular waveguide, the necessary orthogonal expansion has to be performed in two dismensions. Diagrams are presented showing the fields of the first accelerating and deflecting modes. Furthermore the longitudinal shunt impedance divided by theQ-value is computed.

In the second part open structures without lateral walls as well as aperiodic arrangements consisting of a finite number of cells will be investigated by replacing the discrete set of modes in the drift region by a continuous spectrum.