О возможном теоретическом подходе в линейной теории диэлектрической ЛБВ и приборов, содержащих метаматериалы

В работе представлен краткий обзор теории устройств, использующих диэлектрик в качестве электродинамической системы. Основной акцент сделан на рассмотрении диэлектрического мазера Черенкова и усилителя на поглощении. Обращение к рассмотрению данных устройств связано прежде всего с перспективой их применения в коротковолновой части диапазона. Описан принцип действия диэлектрического мазера Черенкова на примере двумерной модели с планарной геометрией, анализ которой был проведен с помощью теории малого сигнала и ограничен рассмотрением ТМ мод. Получение дисперсионного уравнения для планарного диэлектрического мазера Черенкова заключалось в сшивании полей на границах раздела сред. Указаны основные преимущества данного устройства, в частности, достаточно большое усиление и возможность перестройки в широком диапазоне частот. Описаны основные недостатки и возможности их устранения с помощью включения метаматериала в геометрию диэлектрического мазера Черенкова. Представлено краткое описание изитрона, который по сути являлся первым устройством, использующим метаматериал. Отдельное внимание уделено анализу усилителя на поглощении, в котором достаточно большое усиление и широкая полоса пропускания прибора сочетаются с возможным избавлением от технологических трудностей его изготовления за счет использования метаматериалов. Рассмотрена одномерная модель усилителя на поглощении с комплексной резистивной средой и резонаторными входным и выходным устройствами. Получено дисперсионное уравнение для данного случая и выражение для расчета коэффициента усиления прибора. Построены зависимости параметра изменения плазменной частоты и усиления от характеристик среды.