THz回旋管高頻系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，國(guó)際學(xué)術(shù)界對(duì)THz技術(shù)的研究逐漸升溫，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，需要高功率的THz輻射源，所以THz輻射源是研究的重點(diǎn)之一，而回旋管是很有發(fā)展前景的THz輻射源，本文的目的即是在用回旋管實(shí)現(xiàn)THz輻射方向作一些有益的嘗試。 第一部分概述了THz技術(shù)的廣泛應(yīng)用、發(fā)展方向以及發(fā)展?fàn)顩r等問題，接著又對(duì)回旋管的基本原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介

2、紹。 第二部分對(duì)回旋管的冷高頻分析方法進(jìn)行了研究，運(yùn)用場(chǎng)匹配法對(duì)單級(jí)突變結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，再結(jié)合級(jí)聯(lián)矩陣法對(duì)兩級(jí)、多級(jí)直至漸變結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，得出了整個(gè)傳輸結(jié)構(gòu)的S參數(shù)矩陣，并根據(jù)相位改變的諧振條件得出了諧振頻率的計(jì)算方法，也給出了Q值的計(jì)算方法，同時(shí)又研究了另一種較為簡(jiǎn)便的f和Q的計(jì)算方法，之后以理論研究為基礎(chǔ)利用matlab編程計(jì)算了特定模式波的諧振頻率及腔體Q值。 第三部分對(duì)回旋管理論進(jìn)行了研究，包括線性理論以及非線

3、性非自洽理論，即軌道理論，研究了電子運(yùn)動(dòng)方程的推導(dǎo)及簡(jiǎn)化過程，用高斯分布來近似場(chǎng)的分部，利用對(duì)電子運(yùn)動(dòng)方程的數(shù)值計(jì)算研究了電子效率以及磁場(chǎng)參數(shù)的優(yōu)化計(jì)算。 第四部分研究設(shè)計(jì)了200GHz回旋振蕩管的高頻結(jié)構(gòu)，以前面兩章的理論分析為基礎(chǔ)分析了工作模式選擇、競(jìng)爭(zhēng)模式分析、腔體結(jié)構(gòu)選擇以及電參數(shù)選擇等問題，得出了粒子模擬所需要的各項(xiàng)參數(shù)，利用粒子模擬軟件magic對(duì)200GHz回旋管進(jìn)行了模擬，并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了分析，特別是腔體長(zhǎng)度、