1 ВВЕДЕНИЕ

Создание эффективных приборов дифракционной электроники для современной науки и техники связано с исследованиями тонкой структуры физических принципов преобразования энергии электронного потока (ЭП) в дифракционное излучение (ДИ) в электродинамических структурах с развитым пространством взаимодействия [1,2]. Актуальными здесь являются исследования особенностей изменения диаграмм направленности (ДН) и других характеристик ДИ от статических и динамических параметров ЭП (тонкая структура ДИ). До настоящего времени ДН дифракционного излучения преимущественно изучалось экспериментально, в частности, путем “холодного” моделирования этого излучения, что соответствовало идеализированному случаю малого пространственного заряда ЭП [1-3]. Впервые влияние электронных волн пространственного заряда (ВПЗ) на ДН дифракционного излучения ЭП, движущегося вблизи отражательной дифракционной решетки, обнаружено экспериментально [4] (ДИ на решетке часто называют излучением Смита-Парселла). Однако наблюдаемые в эксперименте эффекты расщепления ДН сигналов ДИ, изменения поляризации излучаемого поля и другие явления до настоящего времени не обоснованы теорией, что ограничивает возможности практического использования результатов эксперимента.

В данной работе приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния плазменных волн ЭП на ДН излучения Смита-Парселла (ИСП). Теоретические исследования основываются на численном решении интегрального уравнения для ИСП, получаемого из решения в приближении заданного тока граничной электродинамической задачи возбуждения ДИ на локальных неоднородностях в виде последовательности металлодиэлектрических прямоугольных канавок, образующих дифракционную решетку конечной длины на металлической поверхности; предполагается, что модуляция ЭП осуществляется электромагнитным полем ГДИ-модулятора. Результаты теории удовлетворительно согласуются с экспериментальными исследованиями тонкой структуры ДН дифракционного излучения.