G波段行波管三级降压收集极的模拟及设计
发布时间：2021-05-06 22:26
太赫兹技术具有广阔的应用前景,并已成为当今世界上一项重要的前沿技术。近些年世界各国都投入了大量的专项资金进行太赫兹技术的研究。太赫兹行波管由于其高功率、小体积、宽带宽等优点,成为最具发展潜力的太赫兹源之一。在太赫兹行波管中,只有电子速度满足同步条件时,注-波互作用过程中高于同步速度的电子动能转换成高频场能量,实现微波信号放大,电子效率很低。互作用后的电子进入收集极,电子的剩余动能在收集极表面以热的形式耗散。降压收集极能够回收进入收集极的电子动能,提高整管效率。本论文针对0.22THz折叠波导行波管的降压收集极开展研究,完成了单级降压收集极的模拟计算和实验验证,并在此基础上完成了高效率三级降压收集极的模拟设计。本文的主要研究内容如下:1)阐述了降压收集极的工作原理,论述了二次电子的产生机理、对收集极的影响和抑制方法。2)首先以行波管注-波互作用后的电子注作为收集极入口电子注条件,通过改变单级降压收集极的电极电压,进行粒子模拟计算。然后对单级降压收集极进行整管实验。经对比,发现实验结果与仿真结果变化趋势一致,验证了设计模型的正确性。3)介绍了磁场再聚焦的原理和作用,据收集极入口电子注状态,...
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 太赫兹行波管简介
1.1.1 太赫兹波的特点和应用
1.1.2 行波管的发展及原理
1.1.3 太赫兹行波管的研究现状
1.2 多级降压收集极的发展与研究现状
1.3 本论文的研究内容
第二章 降压收集极的理论
2.1 降压收集极的工作原理
2.1.1 单级降压收集极
2.1.2 多级降压收集极
2.1.3 多级降压收集极效率的计算
2.2 二次电子
2.2.1 二次电子的产生
2.2.2 二次电子对收集极的影响
2.2.3 二次电子的抑制
2.3 本章小结
第三章 单级降压收集极的模拟与实验
3.1 单级降压收集极的粒子模拟计算
3.1.1 收集极入口电子注能量分析
3.1.2 收集极的粒子模拟
3.2 行波管整管实验
3.2.1 实验仪器
3.2.2 实验步骤
3.2.3 整管实验结果
3.3 实验数据与模拟数据的对比分析
3.4 本章小结
第四章 G波段行波管三级降压收集的模拟与设计
4.1 降压收集极的设计思路
4.2 再聚焦区磁场的确定
4.3 轴对称三级降压收集极模拟与设计
4.4 非轴对称三级降压收集极的模拟与设计
4.4.1 非轴对称降压收集极的设计
4.4.2 降压收集极结构图
4.4.3 降压收集极的加工
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种0.34 THz站开式三维成像安检仪[J]. 经文,安健飞,成彬彬,陈鹏,何月,陆彬. 太赫兹科学与电子信息学报. 2018(05)
[2]太赫兹段慢波结构的微细加工技术研究新进展[J]. 吴春亚,郭闯强,裴旭东,王廷章,陈妮,陈明君. 机械工程学报. 2019(07)
[3]电子战用功率行波管[J]. 郝保良,邱立,邵淑伟,魏义学,王严梅,郑丽,干媛,陈银杏. 电子信息对抗技术. 2018(01)
[4]磁聚焦多级降压收集极的设计及优化[J]. 申鑫,苏小保,唐康淞,尚新文. 真空电子技术. 2017(01)
[5]0.14THz行波管的设计与实验研究[J]. 蒋艺,雷文强,胡林林,胡鹏,阎磊,周泉丰,马国武,陈洪斌. 强激光与粒子束. 2014(12)
[6]抑制多级降压收集极二次电子发射的研究进展[J]. 王加梅,赵青,武洪臣. 功能材料与器件学报. 2012(01)
[7]太赫兹通信技术的研究与展望[J]. 姚建铨,迟楠,杨鹏飞,崔海霞,汪静丽,李九生,徐德刚,丁欣. 中国激光. 2009(09)
[8]考虑次级电子的行波管多级降压收集极的辅助设计计算[J]. 马亚林,赵亚林,徐寒,周在进. 电子器件. 2007(04)
[9]MAFIA在行波管多级降压收集极模拟中的应用[J]. 廖平,杨中海,李斌,雷文强,廖莉,高迅鸿. 电子与信息学报. 2005(03)
[10]行波管电子光学系统CAD技术进展[J]. 杨中海,黄桃,李斌,朱小芳,廖莉,肖礼,胡权,姚列明,曾葆青. 真空电子技术. 2004(03)
博士论文
[1]太赫兹折叠波导行波管理论设计研究[D]. 张芳.中国工程物理研究院 2017
[2]0.22THz折叠波导返波管理论和实验研究[D]. 蔡金赤.清华大学 2015
[3]多注太赫兹折叠波导行波管技术研究[D]. 颜胜美.中国工程物理研究院 2015
[4]太赫兹新型慢波结构的研究[D]. 张明皓.电子科技大学 2015
[5]交错双栅慢波结构的应用研究[D]. 赖剑强.电子科技大学 2012
硕士论文
[1]0.67THz折叠波导行波管高频特性研究[D]. 黄银虎.中国工程物理研究院 2018
[2]高性能收集极优化设计研究[D]. 李贺伟.电子科技大学 2016
[3]太赫兹折叠波导行波管电子光学系统研究[D]. 宋睿.中国工程物理研究院 2016
[4]空间行波管辐射式收集极散热研究[D]. 尚艳华.电子科技大学 2016
[5]Ku波段行波管降压收集极的研制[D]. 陈燕.电子科技大学 2012
[6]多级降压收集极的模拟与实验研究[D]. 刘明辉.电子科技大学 2012
[7]行波管多级降压收集极辅助设计计算及其次级电子研究[D]. 马亚林.电子科技大学 2006
[8]行波管多级降压收集极CAD技术研究[D]. 高迅鸿.电子科技大学 2004
本文编号：3172724
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 太赫兹行波管简介
1.1.1 太赫兹波的特点和应用
1.1.2 行波管的发展及原理
1.1.3 太赫兹行波管的研究现状
1.2 多级降压收集极的发展与研究现状
1.3 本论文的研究内容
第二章 降压收集极的理论
2.1 降压收集极的工作原理
2.1.1 单级降压收集极
2.1.2 多级降压收集极
2.1.3 多级降压收集极效率的计算
2.2 二次电子
2.2.1 二次电子的产生
2.2.2 二次电子对收集极的影响
2.2.3 二次电子的抑制
2.3 本章小结
第三章 单级降压收集极的模拟与实验
3.1 单级降压收集极的粒子模拟计算
3.1.1 收集极入口电子注能量分析
3.1.2 收集极的粒子模拟
3.2 行波管整管实验
3.2.1 实验仪器
3.2.2 实验步骤
3.2.3 整管实验结果
3.3 实验数据与模拟数据的对比分析
3.4 本章小结
第四章 G波段行波管三级降压收集的模拟与设计
4.1 降压收集极的设计思路
4.2 再聚焦区磁场的确定
4.3 轴对称三级降压收集极模拟与设计
4.4 非轴对称三级降压收集极的模拟与设计
4.4.1 非轴对称降压收集极的设计
4.4.2 降压收集极结构图
4.4.3 降压收集极的加工
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种0.34 THz站开式三维成像安检仪[J]. 经文,安健飞,成彬彬,陈鹏,何月,陆彬. 太赫兹科学与电子信息学报. 2018(05)
[2]太赫兹段慢波结构的微细加工技术研究新进展[J]. 吴春亚,郭闯强,裴旭东,王廷章,陈妮,陈明君. 机械工程学报. 2019(07)
[3]电子战用功率行波管[J]. 郝保良,邱立,邵淑伟,魏义学,王严梅,郑丽,干媛,陈银杏. 电子信息对抗技术. 2018(01)
[4]磁聚焦多级降压收集极的设计及优化[J]. 申鑫,苏小保,唐康淞,尚新文. 真空电子技术. 2017(01)
[5]0.14THz行波管的设计与实验研究[J]. 蒋艺,雷文强,胡林林,胡鹏,阎磊,周泉丰,马国武,陈洪斌. 强激光与粒子束. 2014(12)
[6]抑制多级降压收集极二次电子发射的研究进展[J]. 王加梅,赵青,武洪臣. 功能材料与器件学报. 2012(01)
[7]太赫兹通信技术的研究与展望[J]. 姚建铨,迟楠,杨鹏飞,崔海霞,汪静丽,李九生,徐德刚,丁欣. 中国激光. 2009(09)
[8]考虑次级电子的行波管多级降压收集极的辅助设计计算[J]. 马亚林,赵亚林,徐寒,周在进. 电子器件. 2007(04)
[9]MAFIA在行波管多级降压收集极模拟中的应用[J]. 廖平,杨中海,李斌,雷文强,廖莉,高迅鸿. 电子与信息学报. 2005(03)
[10]行波管电子光学系统CAD技术进展[J]. 杨中海,黄桃,李斌,朱小芳,廖莉,肖礼,胡权,姚列明,曾葆青. 真空电子技术. 2004(03)
博士论文
[1]太赫兹折叠波导行波管理论设计研究[D]. 张芳.中国工程物理研究院 2017
[2]0.22THz折叠波导返波管理论和实验研究[D]. 蔡金赤.清华大学 2015
[3]多注太赫兹折叠波导行波管技术研究[D]. 颜胜美.中国工程物理研究院 2015
[4]太赫兹新型慢波结构的研究[D]. 张明皓.电子科技大学 2015
[5]交错双栅慢波结构的应用研究[D]. 赖剑强.电子科技大学 2012
硕士论文
[1]0.67THz折叠波导行波管高频特性研究[D]. 黄银虎.中国工程物理研究院 2018
[2]高性能收集极优化设计研究[D]. 李贺伟.电子科技大学 2016
[3]太赫兹折叠波导行波管电子光学系统研究[D]. 宋睿.中国工程物理研究院 2016
[4]空间行波管辐射式收集极散热研究[D]. 尚艳华.电子科技大学 2016
[5]Ku波段行波管降压收集极的研制[D]. 陈燕.电子科技大学 2012
[6]多级降压收集极的模拟与实验研究[D]. 刘明辉.电子科技大学 2012
[7]行波管多级降压收集极辅助设计计算及其次级电子研究[D]. 马亚林.电子科技大学 2006
[8]行波管多级降压收集极CAD技术研究[D]. 高迅鸿.电子科技大学 2004
本文编号：3172724
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