X 波段大功率行波管输出波导的设计

本文设计了一个适用于X 波段的大功率行波管输能系统的阶梯波导变换器，编写了Matlab 程序，用电磁仿真软件HFSS 对计算结果进行了仿真，结合文献资料比较了理论计算结果，证明其正确性。在设计方面，编写了节数从1 至6 皆可使用的多段阻抗变换器的程序，在仿真建模方面力求通用快捷。     

E波段折叠矩形槽波导行波管的研究

分析了一种适用于E波段81~86 GHz空间行波管的新型慢波结构——折叠矩形槽波导.折叠矩形槽波导来源于传统的矩形槽波导,将E面沿其纵向来回弯曲而形成.利用电磁场仿真软件Ansoft HFSS设计优化并最终确定了E波段折叠矩形槽波导的关键几何尺寸.同时,模拟仿真出了折叠矩形槽波导在中心频率f=83.5 GHz处的耦合阻抗沿x和y方向上的变化趋势,得出其可通过加载带状电子注获得更高的平均耦合阻抗.利用CST粒子工作室模拟得出:折叠矩形槽波导行波管在中心频点83.5 GHz处输出功率为210 W,电子效率达到8.05%.     

开放式圆柱光栅周期结构的色散特性分析

研究了一种新的开放式圆柱光栅周期结构,该结构可以作为Smith-Purcell自由电子激光和相对论行波管中的慢波结构.采用近似的场论方法,用一系列相连的矩形阶梯来近似代替光栅上任意槽形的槽的连续轮廓,利用各阶梯面上导纳的匹配,以及槽与互作用区的连续和匹配条件,获得了任意形状槽圆柱光栅周期结构的色散方程,并讨论了系统结构参数变化对系统色散特性的影响.利用软件MAGIC对结构的色散特性进行了二维模拟,与理论计算得到的值符合良好.     

一种形成高椭圆率带状电子注的新方法

带状电子注器件(或平面结构器件)是一种新型的高功率毫米波、亚毫米波源。其中,如何产生带状电子注对于该种器件来说至关重要。本文基于对射线方程的研究,猜想椭圆螺线管能够实现常规圆柱电子注到带状电子注的转换。采用3D粒子模拟,验证了我们的猜想。并调节电子注参数和螺线管参数得到了所需的带状电子注。本文的研究为下一步带状电子注器件的研究打下了坚实的基础。     

最佳射程电子枪结构的理论设计

对行波管中具有最佳射程特性的电子枪结构进行了理论分析,得到了仅由电子注参数电压V0、电流I0、注腰半径rw决定的最佳射程电子枪的各主要尺寸的计算公式,为设计人员进一步使用计算机快速数值模拟、精确优化设计电子枪提供了基础.     

W波段V型曲折矩形槽波导行波管的模拟研究

分析了一种新型慢波线-V型曲折矩形槽波导慢波结构,利用电磁仿真软件CST及HFSS对其高频特性进行了模拟计算,并在此基础上设计了工作在W波段的V型曲折矩形槽波导行波管的互作用结构.利用CST粒子工作室对其注-波互作用特性进行了模拟分析.结果表明:W波段V型曲折矩形槽波导行波管能够有效放大微波信号,且频谱纯净.     

任意形状二维介质光子晶体带结构计算

用数值积分和蒙特卡罗的方法分别求解了介电常数分布函数的傅立叶展开系数,用平面波展开法计算了任意形状光子晶体的带隙结构。本方法结果与CST(Computer Simulation Technology)仿真模拟结果以及参考文献[3]中的计算结果分别进行了对比,结果显示,计算结果吻合良好;并分析了禁带随光子晶体排列结构、填充比f和介电常数变化的关系。当光子晶体填充区域的介电常数较小,背景材料填充区域的介电常数较大时,H极化波在f=0.65左右时的带隙最宽,E极化波也开始出现禁带;而光子晶体填充区域的介电常数较大,背景材料填充区域的介电常数较小时,E极化波在f较小时出现了比较宽的禁带;光子晶体填充区域与背景材料填充区域的介电常数越悬殊,禁带的宽度越宽,归一化频率有下降趋势。     

Ka波段曲折双脊单槽加载波导行波管研究

提出了一种新型的曲折波导慢波结构:曲折双脊单槽加载波导慢波结构.利用HFSS、CST电磁仿真软件对工作在Ka波段的曲折双脊单槽加载波导行波管进行了模拟计算,得到其高频特性及注-波互作用特性.结果表明,在33 GHz可以得到265 W的输出功率,增益为37.2 dB,3 dB增益带宽为6 GHz.     

毫米波/太赫兹真空器件中的带状电子注和新型慢波结构

采用带状电子束是在毫米波和太赫兹波段产生大功率输出的一种重要方法,为了提高工作频率、提高输出功率、拓展工作频带,对带状电子束的形成、传输和收集以及新型慢波结构进行研究,是真空电子学的热点研究方向之一.本文概述了目前国内外带状电子束真空电子器件的研究动态和发展趋势,并提出了今后发展的若干建议.     

光子晶体的Smith-Purcell效应探讨

光子晶体是一种具有光子能带和能隙的一种新型材料，其典型结构为一个折射率周期变化的物体，周期为光波长量级。光子在这类材料中的作用类似于电子在凝聚态物质中的作用，应用前景极为广泛，将是新一代的光子器件的基础。而太赫兹也是近年来大家关注的波段，本文就研究光子晶体的Smith—Purcell效应出发，看其辐射频率，探求能否通过这种效应制作太赫兹源，并从Magic模拟得出了一些数据，说明可行。