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0.6THz高次谐波太赫兹回旋管的分析与设计

逄立飞  
【摘要】:近年来飞速发展的太赫兹科学技术已经成为国内外最热门的研究领域,关于太赫兹的研究成果及其应用引起了国际社会的承认。世界各地的相关科研机构针对太赫兹研究正在蓬勃发展。太赫兹技术的在无伤探测、医疗、反恐等应用前景也被科学界广泛认可。作为THz科学研究的基础,太赫兹频段辐射源研究一直是研究的重点。作为可以采用大截面电子枪和大尺寸高频结构的太赫兹回旋管为研究高频率高功率太赫兹辐射源提供了思路和平台。国外主要国家例如美国、俄罗斯、德国、日本等都在太赫兹回旋管方面理论和实验研究和投入大量的精力。本文基于太赫兹回旋管发展潮流,对于二次谐波0.6THz回旋振荡管做了如下的研究:1完成工作模式为TE17,6的太赫兹回旋管设计,设计了具有锁模特性复合腔高频结构,利用教研室自有的软件分别研究结构参数对于腔体频率和Q值的影响,完成了冷腔优化设计,设计结果比对HFSS。2根据线性理论,完成对于二次谐波0.6THz回旋管的色散方程求解,耦合方程求解和引导中心半径选择,完成工作模式和竞争模式起振电流的求解。3基于非线性自洽理论,推导电子运动方程和传输线方程方程,利用教研室自用的软件完成热腔优化,完成回旋管设计。并且分析了磁场、引导中心半径、横纵速度比、工作电压、工作电流对于互作用效率的影响,为实验调节积累参考数据。


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