300GHz回旋單腔管互作用系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著對(duì)各種微波器件研究的不斷深入，在微波波段，微波器件得到了很大的發(fā)展和應(yīng)用，但當(dāng)工作頻率提高至毫米波及亞毫米波波段時(shí)，由于結(jié)構(gòu)，工藝材料和工作機(jī)理，普通微波管工作在這一頻段遇到了極大的困難，提高工作效率以及輸出功率上也遇到了嚴(yán)重的困難。回旋脈塞器件的出現(xiàn)，在機(jī)理上突破和解決了傳統(tǒng)微波器件所遇到的困難，對(duì)毫米、亞毫米波波段的開拓和利用帶來(lái)了新的希望和巨大的推動(dòng)作用。 回旋管是一類基于電子回旋諧振受激輻射機(jī)理的快波器件，工作頻率范

2、圍寬，特別是在毫米和亞毫米波段，能產(chǎn)生高脈沖峰值功率與連續(xù)波功率。對(duì)于等離子體加熱、先進(jìn)加速器、雷達(dá)、通訊及電子對(duì)抗、微波武器等領(lǐng)域有很大應(yīng)用價(jià)值，受到了世界各國(guó)的高度重視。 近年來(lái)THz技術(shù)是國(guó)際學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)，其中THz輻射源是研究的重點(diǎn)之一。由于THz波段處于毫米波與紅外線之間，THz輻射的產(chǎn)生困難很大，目前THz源對(duì)于雷達(dá)、遠(yuǎn)距離探測(cè)、醫(yī)學(xué)、實(shí)驗(yàn)等有重要的應(yīng)用，都需要THz輻射源。 粒子模擬方法(PIC)是計(jì)算

3、物理領(lǐng)域中的一種重要方法，它對(duì)于研究線性和非線性物理過(guò)程的物理機(jī)制具有特別明顯的優(yōu)越性。尤其在研究一些暫態(tài)過(guò)程時(shí)提供了一種強(qiáng)有力的工具。在微波電子管(特別是回旋管和虛陰極微波發(fā)生器)中電子與波相互作用的研究中得到了很好的應(yīng)用。 本文以300GHz的回旋管為研究對(duì)象。研究的目的是在于為研究各參數(shù)間的關(guān)系，并選取一定的參數(shù)進(jìn)行模擬，為THz輻射源的研究奠定一定的參考價(jià)值。本文首先對(duì)回旋管的結(jié)構(gòu)和機(jī)理進(jìn)行了理論分析，建立了采用電子運(yùn)動(dòng)