高次谐波太赫兹回旋管

【摘要】：回旋管是重要的大功率毫米波、太赫兹器件,回旋管的研究工作正向获得更高频率和更高功率的方向发展。在THz波段,回旋管需要非常高的磁场,采用高次谐波工作方式可有效降低所需磁场,本文以460GHz的二次谐波回旋管为研究对象,对工作模式的起振电流进行了详细的分析,并在回旋管线性理论和非线性理论的基础上,用C++ Builder编程模拟并研究了各参数间的关系,优化后所得到的输出功率近20KW。 论文的主要内容为: 1.阐述了回旋管的结构和机理;以电子回旋脉塞动力学理论的方法入手,推导了色散方程的计算公式,画出色散曲线;根据耦合系数的公式用MATLAB编程进行数值模拟。 2.在理论的研究的基础上,通过相应的计算程序而得到谐振腔参数间的关系,通过C++ Builder编程进行冷腔模拟。再进行起振电流的计算,分析了起振电流与相关参数的关系,研究了降低模式竞争方法,使二次谐波回旋管在该模式下能很好的工作。 3.在回旋管的自洽非线性理论基础上,编制了高次谐波回旋振荡管中电子注与波的互作用自洽非线性模拟程序;分别进行了单模自洽非线性理论分析和多模自洽非线性理论分析和模拟。