0.34THz共焦波导回旋行波管注波互作用的研究

发布时间：2023-01-08 15:22

　　太赫兹科技因其广阔的应用前景,吸引着众多研究者的目光。回旋行波管能够实现高功率,高效率,宽带宽的太赫兹波输出,是一种非常有前景的太赫兹源。为了实现足够的功率容量,太赫兹回旋行波管需要工作在高阶模式,这将带来激烈的模式竞争问题。共焦波导中电磁波传输损耗具有模式选择性,能够稳定的工作在高阶模式,是一种非常有发展前景的太赫兹回旋行波管高频结构。本文着重于研究太赫兹共焦波导回旋行波管的注波互作用理论,主体内容为第二至第五章,主要工作可以总结为以下四个部分:1、共焦波导中电磁波的传输特性分析:由标量衍射理论推导得到自由空间高斯光束场方程表达式,然后利用共焦波导边界条件和导波场理论得到模式矢量场分布方程。在此基础上分析不同模式电磁波在共焦波导中的衰减特性,以及共焦波导作为太赫兹回旋行波管的高频结构的优势。最后设计了共焦波导输入耦合器,验证了场分布计算的正确性与模式转换和传输的可行性。2、注波互作用的线性理论分析:介绍了注波互作用满足的麦克斯韦—伏拉索夫方程,推导了直角坐标系下场方程的引导中心坐标角向谐波展开式,得到了动力学理论共焦波导回旋行波管注波互作用色散方程。通过求解色散方程计算了电磁波增长率... 

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
        1.1.1 THz波的应用前景
        1.1.2 太赫兹辐射源
        1.1.3 回旋行波管
        1.1.4 共焦波导
    1.2 本论文的主要工作和创新点
第二章 共焦波导中电磁波的传输特性分析
    2.1 标量衍射理论
    2.2 共焦波导模式场分布计算
        2.2.1 一维高斯光束
        2.2.2 共焦波导中的高斯光束
    2.3 共焦波导的模式损耗系数
    2.4 输入耦合器的设计
    2.5 本章总结
第三章 共焦波导回旋行波管注波互作用线性理论分析
    3.1 电子回旋受激辐射的动力学理论
        3.1.1 互作用场方程
        3.1.2 动力学理论的基本方法
        3.1.3 场的局部展开
        3.1.4 动力学理论色散方程
    3.2 共焦波导回旋行波管注波互作用的线性分析
        3.2.1 电磁波能量的线性增长率
        3.2.2 不稳定性分析
    3.3 本章总结
第四章 共焦波导回旋行波管注波互作用非线性理论的推导
    4.1 注波互作用自洽非线性微分方程组的推导
    4.2 自洽非线性微分方程组的数值计算模型
    4.3 本章总结
第五章 0.34THZ共焦波导回旋行波管的数值模拟分析
    5.1 主要工作参数对注波互作用的影响
    5.2 电子注电子分布和速度离散对互作用的影响
    5.3 二次谐波注波互作用的分析
    5.4 0.34 THZ共焦波导基波回旋行波管的初步设计
    5.5 本章总结
第六章 全文总结
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]太赫兹科学技术的新发展[J]. 刘盛纲.  中国基础科学. 2006(01)

博士论文
[1]太赫兹回旋行波管的研究[D]. 杨有维.电子科技大学 2017
[2]回旋放大器注波互作用的数值模拟研究[D]. 郭建华.电子科技大学 2012
[3]腔体回旋脉塞器件的研究[D]. 喻胜.电子科技大学 2002



本文编号：3728711