Investigations on radio-frequency components and the multipactor phenomenon in high-power space applications

Resumen

La presente Tesis trata sobre la radiación electromagnética de partículas cargadas que se encuentran en movimiento en el interior de guías de onda. Para ello se utiliza el método de la Función de Green, la cual ha sido formulada en expansión modal para el caso de guías de onda homogéneas con sección transversal arbitraria. Una obtenida dicha función, ésta ha sido aplicada al estudio del fenómeno Multipactor en componentes de radiofrecuencia para aplicaciones espaciales, así como al análisis de los ¿wake-fields? dentro de aceleradores de partículas. Se ha desarrollado un modelo basado en circuitos de líneas de transmisión para la caracterización de descargas de multipactor dentro de dispositivos de guía onda, gracias al cual se puede estudiar el espectro de radiación electromagnética que produce la descarga y su propagación a lo largo del dispositivo. Este modelo ha sido validado sobre componentes reales mediante mediciones de la potencia radiada a diferentes frecuencias en el laboratorio de altas potencias de la Agencia Espacial Europea en Noordwijk, Holanda. Para la realización de tales mediciones, la configuración del test-bed utilizado habitualmente para el testeo de multipactor en componentes de radiofrecuencia, ha sido modificada, siendo la primera vez que se utiliza para medir los armónicos intermedios generados por una descarga de multipactor. La función de Green ha sido aplicada también al estudio de los campos electromagnéticos radiados por haces de partículas que viajan a velocidad constante en el interior de guías de onda homogéneas, haciendo especial hincapié en la resolución del ¿wake-field? de la guía. Se han analizado diversas distribuciones de carga y guías, pensando en su aplicación para aceleradores de partículas.