频率超宽带连续可调太赫兹回旋管电子枪研究

发布时间：2023-02-06 20:52

　　太赫兹技术作为一种具有广泛应用前景的前沿科学技术,在最近的数十年间已经受到了深入的研究。目前科研界以探索太赫兹技术的应用为目的,围绕着太赫兹技术这一核心已经发展和研制出了多种类型的新型太赫兹辐射源。其中,回旋管作为太赫兹辐射源器件家族的重要一员,凭借着其能够在毫米波段与亚毫米波段产生宽频带、大功率的太赫兹波,得到了广大科研人员的青睐,并且有望在卫星通信、电子对抗、和动态核极化核磁共振(DNP-NMR)等在内的多个领域得到广泛的应用。磁控注入式电子枪可以为回旋管产生电子注,电子注的性能将会对回旋管的功率和效率等性能指标产生重要影响。本文结合课题组的科研项目,在对电子光学理论进行深入研究的基础上做了大量的数值计算和分析。利用粒子模拟软件,完成了0.5THz连续波频率可调回旋管磁控注入式电子枪的设计,产生了能够满足提升回旋管效率等性能指标的低速度离散和高速度比的电子注。本文的研究内容主要有:1、从最基本的麦克斯韦方程组出发,系统地分析和阐述了强流电子光学理论。基于角动量守恒定理和绝热压缩理论,详细阐述了电子枪的基本理论,并分析、推导和总结了一组用于计算电子枪初始结构参数的方程组,为电子枪的设...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景和意义
    1.2 太赫兹回旋管的发展与研究现状
    1.3 电子枪的工作原理与发展
    1.4 本文主要工作和章节安排
第二章 强流电子光学基础理论
    2.1 电子光学系统基本理论及其推导
        2.1.1 电磁场基本方程
        2.1.2 静电场分析
        2.1.3 静磁场分析
    2.2 柱坐标系下的电子运动与轨迹方程
        2.2.1 电子运动方程
        2.2.2 电子轨迹方程
    2.3 电子枪的绝热压缩理论
    2.4 电子枪中的电子注性能参数分析
    2.5 本章小结
第三章 0.5THz回旋管单阳极电子枪的设计与优化
    3.1 单阳极电子枪参数的初步设计与确定
    3.2 电子注性能的影响因素分析
        3.2.1 电参数对电子注性能的影响
        3.2.2 几何结构参数对电子注性能的影响
    3.3 电子枪阴极增设台角与缓坡结构对电子注性能的影响
        3.3.1 前成形极增设台角结构对电子注性能的影响
        3.3.2 后成形极增设缓坡结构对电子注性能的影响
    3.4 单阳极电子枪的优化结果
    3.5 本章小结
第四章 0.5THz回旋管双阳极电子枪的设计与优化
    4.1 双阳极电子枪参数的初步设计与确定
    4.2 电子注性能的影响因素分析
        4.2.1 电参数对电子注性能的影响
        4.2.2 几何结构参数对电子注性能的影响
    4.3 双阳极电子枪的优化结果
    4.4 本章小结
第五章 总结
致谢
参考文献
在学期间取得的与学位论文相关的研究成果



本文编号：3736587