In this paper, the dispersion relation of the relativistic travelling-wave tube (RTWT) and relativistic backward-wave oscillator (RBWO) filled with plasma is obtained in the presence of an annular electron beam and solved by an exact numerical solution. The interaction of the beam with the waveguide modes is clearly identified and beam line splitting into the slow and fast waves is observed. In addition, the growth rates of each structure are investigated. The results show that the effect of plasma on the temporal growth rate of the TM01 mode in the RBWO is negligible and the higher modes are not affected. Conversely, the spatial growth rate in the RTWT increases significantly with the plasma density.
本論文では，プラズマで満たされた相対論的進行波管（RTWT）および相対論的後進波発振器（RBWO）の分散関係を，環状電子ビームの存在下で求め，厳密な数値解法により解いた。ビームと導波管モードとの相互作用が明確に特定され，ビーム線が遅波と速波に分岐することが観測された。さらに，各構造における成長率を調査した。その結果，RBWOにおけるTM01モードの時間的成長率に対するプラズマの影響は無視できる程度であり，高次モードも影響を受けないことが示された。一方，RTWTにおける空間的成長率は，プラズマ密度の増加に伴って有意に増大することが明らかになった。