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《电子科技大学》 2010年
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THz回旋返波管研究

陈开华  
【摘要】: 太赫兹技术是目前国际和国内的研究热点,太赫兹辐射源是重要的太赫兹器件,具有重要的研究价值。回旋返波管是一种基于电子回旋脉塞机理的快波真空电子器件,能产生高功率、高效率电磁辐射。它在毫米波雷达、受控热核聚变、等离子体加热和诊断、定向能武器以及材料处理等领域有广阔的应用前景。 回旋返波管是利用电子注与波导中的反向波互作用产生高功率的电磁辐射。本论文利用回旋返波管注-波互作用理论,结合回旋返波管的原理和特点,设计了TE 03模THz回旋返波管,并对其起振电流进行了理论分析和数值模拟。对起振电流随电子注电压、外加磁场、互作用长度以及工作频率的变化情况进行了数值计算。得到在频率为220GHz、外加磁场为8.55T、互作用长度为23mm和电子注电压为55kV时的起振电流为1.86A。并对工作频率范围内的效率进行数值计算,得到回旋返波管的最大效率为20%左右。对有效工作带宽内频率调谐作了分析,分别对电调谐和磁调谐进行了分析,得到在工作频带内,回旋返波管的工作频率随外加磁场的增加而升高,随束电压的升高而降低,并在截止点处有明显的突变。 本论文运用电磁粒子模拟软件MAGIC对220GHz回旋返波管进行了粒子模拟。在相应参数下,得出了外加磁场、电子注电压、电子束电流对注波互作用的输出功率和效率的影响,并对各参数下的工作频率进行了分析研究。然后将磁场、电压、电流参数固定,改变腔体尺寸,研究了互作用长度对互作用输出功率和效率的影响。最后改变腔体的结构,分析了输出渐变段对互作用的影响,并与原始结构作比较。得到结果如下:当互作用长度为23mm、电子注电压为55kV、电子横纵速度比为1.5、电子束电流为6.2A、外加磁场为8.55T时,得到输出功率为73kW,互作用效率为22.1%,并研究了束电压为55kV时,回旋返波管互作用产生的功率随磁场的增加而降低,效率也相应降低,在8.55T-9.20T之间调节磁场,频率从214.47GHz变化到222.21GHz,频带宽度为7.74GHz,功率大于30kW;当固定外加磁场为8.55T时,使电子束电压在45kV-55kV之间变化,发现在其工作频段内,回旋返波管功率和效率随束电压的增加而呈上升趋势,频率从215.62GHz变化到213.75GHz,频带宽度为1.87GHz,功率大于49kW。本章还通过改变外加磁场和电子束电压实现了在高频率范围内的频率调谐,得到了高功率、高频率和高效率回旋返波管,为以后的实验研究打下基础。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN125

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈仕虎;回旋管横向输入输出结构设计[D];电子科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 罗积润,徐承和,张世昌,洪文洁;耦合双腔回旋管的束波互作用分析[J];电子科学学刊;1987年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 汪菲;回旋管振荡器注波互作用的数值模拟[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
【共引文献】
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1 张丽,胡彦深,张春流;一种高性能电子枪的设计[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年03期
2 黄志洵;孤立波理论与光孤子通信[J];北京广播学院学报(自然科学版);1997年03期
3 贺碧蛟,张建华,蔡国飙;稳态等离子体推进器羽流场数值模拟[J];北京航空航天大学学报;2005年09期
4 黄震;杨中海;;太赫兹回旋管的计算机模拟[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2006年S1期
5 贾佳;;0.1THz CARM放大器的计算机模拟与设计[J];成都信息工程学院学报;2008年02期
6 徐明星;吴立恒;;螺旋线慢波系统的参数模拟及分析[J];赤峰学院学报(自然科学版);2011年04期
7 朱旗;吴磊;;纳米管阵列辐射的初步研究[J];电波科学学报;2008年02期
8 刘竞业;张明;;冷阴极等离子体开关栅极设置的数值模拟分析[J];电工技术学报;2010年09期
9 周九茹;屈马林;;空间电荷波与散射电磁波频率关系的粒子模拟研究[J];弹箭与制导学报;2010年04期
10 蒋华北,孙雁,于善夫;低磁场回旋速调管的空间电荷效应[J];电子科技大学学报;1989年06期
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1 张宪标;汪沨;乐孟常;戴涛;;采用PIC法SF_6/N_2混合气体中绝缘子沿面放电特性仿真[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
2 郁海勇;鄢扬;袁学松;;同轴内开槽结构高次谐波回旋管冷腔分析[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
3 傅文杰;鄢扬;刘盛纲;;0.44THz二次谐波回旋管的模拟与设计[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
4 于新华;蒙林;牛新建;;94GHz回旋管渐变复合腔的仿真设计[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
5 杨丹;宋芳芳;李少平;张晓明;;阴极的共性缺陷模式及影响研究[A];第十一届全国可靠性物理学术讨论会论文集[C];2005年
6 李承跃;魏彦玉;谢鸿全;刘盛纲;;外圆筒三反射镜准光学谐振腔的场分布研究[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年
7 李承跃;高源慈;魏彦玉;谢鸿全;刘盛纲;;平凹型准光腔的场分布研究与模式判别[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年
8 汤道坦;柳青;秦晓刚;陈益峰;杨生胜;郑阔海;;玻璃盖片二次电子发射对高压太阳阵功率损耗的影响研究[A];第三届空间材料及其应用技术学术交流会论文集[C];2011年
9 崔景芝;王振龙;;电火花加工放电通道的微观模拟[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
10 李敬德;李宗超;曹鸣坤;;应用于加速器S波段2.6MW脉冲磁控管国产化[A];第八届全国医用加速器学术交流会论文集[C];2009年
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1 刘彬;极端条件复杂动力学[D];中国工程物理研究院;2010年
2 廖臣;三维电磁粒子模拟并行算法及其应用研究[D];电子科技大学;2010年
3 王建勋;Ka波段回旋放大器及W波段带状束电子光学系统的研究[D];电子科技大学;2010年
4 赵晓云;基于回旋谐振机制的特殊电真空器件研究[D];电子科技大学;2011年
5 陈蓓冉;同轴型准光腔短毫米波辐射源的研究[D];电子科技大学;2010年
6 杨平;常压等离子体聚合共轭聚合物荧光纳米颗粒的研究[D];东华大学;2010年
7 杨忠炜;非稳态垂直无碰撞激波中的粒子加速[D];中国科学技术大学;2011年
8 刘睿;同轴回旋管高频特性的研究[D];电子科技大学;2011年
9 柴斌;回旋自谐振脉塞多模非线性理论研究[D];西南交通大学;2011年
10 辛琦;正弦波纹同轴布喇格谐振腔研究[D];西南交通大学;2011年
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1 陆麒如;超热电子产生中光电离机制的PIC/MCC模拟[D];电子科技大学;2011年
2 刘春兴;3毫米梯形慢波系统EIO研究[D];电子科技大学;2011年
3 赵静;旭日型相对论磁控管的三维仿真研究[D];电子科技大学;2011年
4 高留安;螺旋线行波管及耦合腔行波管输入输出结构设计与优化[D];电子科技大学;2011年
5 杨敏;螺旋线行波管中衰减器的分析与研究[D];电子科技大学;2011年
6 赵晓娜;毫米波模式激励器理论与实验研究[D];电子科技大学;2011年
7 梁大光;康普顿型自由电子激光中N光子散射的理论研究[D];山东师范大学;2011年
8 李强;大气压梯形纳秒脉冲放电粒子模拟研究[D];大连理工大学;2011年
9 王加伟;DBD时空演化与等效电路模型的关联性研究[D];大连海事大学;2011年
10 陈晓;模块化双管发射技术的研究[D];南京理工大学;2011年
【同被引文献】
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1 刘濮鲲,徐寿喜;回旋速调管放大器及其发展评述[J];电子与信息学报;2003年05期
2 李志良;冯进军;王峨锋;刘本田;;太赫兹回旋管的现状及其发展[J];中国电子科学研究院学报;2009年03期
3 王建勋;罗勇;徐勇;;回旋速调管输入耦合器分析与设计[J];强激光与粒子束;2007年06期
4 牛新建;王丽;刘迎辉;李宏福;;94 GHz回旋管过模波导模式转换与传输[J];强激光与粒子束;2009年08期
5 陈洪斌;周传明;胡林林;马国武;许冬明;宋睿;金晓;;0.14THz返波管器件[J];强激光与粒子束;2010年04期
6 钱波;褚晓锐;施智雄;杨中海;;电子回旋脉塞等离子体粒子模拟的理论研究[J];山西大学学报(自然科学版);2009年01期
7 李宁平;鄢扬;袁学松;尹晓辉;;0.22THz回旋管渐变输出结构的设计和分析[J];真空电子技术;2008年06期
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1 朱敏;用于谐波倍增回旋管放大器的Ku波段输入耦合系统的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
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1 张天钟;宽带回旋行波管输入高频结构的研究与设计[D];电子科技大学;2010年
【二级参考文献】
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1 张肇仪,吴德明;TE_(021)模二次回旋谐波工作的单腔回旋管效率的研究[J];北京大学学报(自然科学版);1983年03期
2 罗积润,徐承和,张世昌,洪文洁;耦合双腔回旋管的束波互作用分析[J];电子科学学刊;1987年06期
3 袁广江,粟亦农,罗积润,王晓霞,张燕生,郑雷,郭伟,朱敏,吴尔生;毫米波烧结对纯钛酸钡陶瓷介电性能的影响[J];硅酸盐学报;2004年09期
4 李宏福,杜品忠,杨仕文,谢仲怜,周晓岚,万洪蓉,黄勇;突变复合腔回旋管自洽场理论与模拟[J];物理学报;2000年02期
5 喻胜,李宏福,谢仲怜,罗勇;渐变复合腔回旋管高次谐波注波互作用非线性模拟[J];物理学报;2000年12期
【相似文献】
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3 刘顺康;毫米波返波管平行流枪的特点和试验[J];电子器件;1983年02期
4 ;受控制的M型返波管的调频噪声[J];真空电子技术;1971年04期
5 曹波;关于YIG和返波管在扫频仪中的应用和分析[J];舰船电子对抗;1995年01期
6 吴德明 ,杜继旭 ,王明广;返波管中慢波系统端点反射特性的研究[J];北京大学学报(自然科学版);1964年02期
7 J. Ninerailles et;E. Morvan;;M型返波管在远距离通信中的应用[J];真空电子技术;1972年01期
8 ;BB-111 O型返波管的研制[J];真空电子技术;1977年06期
9 刘顺康;邢维龙;;N791八毫米返波管[J];东南大学学报(自然科学版);1987年01期
10 钱恩荣;陈万钧;牛惠昌;;激光焊用于修复返波管的试验[J];真空电子技术;1983年03期
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1 陈洪斌;;0.14 THz返波管器件技术研究[A];中国工程物理研究院科技年报/2011年版[C];2011年
2 陈洪斌;胡林林;马国武;周传明;许冬明;宋睿;金晓;;0.14THz返波管器件数值模拟与实验研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
3 陈开华;鄢扬;傅文杰;;回旋返波管的注-波互作用理论研究[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
4 邓贤进;;0.14 THz超高速无线通信系统实验研究进展[A];中国工程物理研究院科技年报/2011年版[C];2011年
5 年夫顺;;THz波段测试技术最新进展[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
6 王虎;;利用激光诱导气体等离子体实现整个THz甚至超远红外波段探测[A];第十三届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2011年
7 马乔生;孟凡宝;常安碧;周传明;;用模式匹配法研究Bragg反射腔[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年
8 周萍;熊彩东;鄢扬;;内开槽同轴波导的研究[A];第十二届全国微波能应用学术会议论文集[C];2005年
9 李忠洋;姚建铨;徐德刚;钟凯;邴丕彬;;铌酸锂晶体中参量振荡产生高功率可调谐THz波的实验研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
10 张祖存;窦文斌;;结构紧凑的扫描倒置显微镜THz成像系统[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
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1 马文方;Intel:找寻未来的答案[N];中国计算机报;2002年
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3 本报记者 杨蕾;在光的世界里驰骋[N];中国质量报;2010年
4 刘霞;集成太赫兹收发器在美问世[N];科技日报;2010年
5 天津 王竹青;剖析显示器的“呼吸效应”[N];电脑报;2002年
6 湖北 王绍华;LA7687(A6)机芯彩电保护电路原理与检修[N];电子报;2011年
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1 闫战科;基于THz波谱分析技术的农药检测机理和方法研究[D];浙江大学;2009年
2 李忠洋;基于非线性光学方法产生高功率THz波辐射源的研究[D];天津大学;2011年
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7 吕达;内腔THz参量振荡器的研究[D];天津大学;2012年
8 王俊龙;GaAs波导结构光整流THz波能量转换模型数值模拟[D];天津大学;2012年
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10 徐妍;光控双波长THz波光子晶体调制器特性研究[D];南京邮电大学;2011年
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