220GHz同轴谐振腔回旋管研究

同轴谐振腔相比波导谐振腔具有更大的功率容积,通过调整内外径的尺寸还可降低模式竞争。本文介绍了电子科技大学目前220 GHz同轴谐振腔回旋管的设计与研制工作,给出了谐振腔、电子光学系统与输出结构的设计参数与仿真结果,仿真结果表明该设计可获得100 kW以上的输出功率与20%以上的互作用效率。     

220 GHz回旋管模式竞争分析和数值模拟

当回旋管的工作频率提高时,为了增大腔体的半径,通常选择高次模式作为工作模式,这时回旋管中可能存在模式竞争,该文采用线性理论及多模非线性理论分析了所设计的220 GHz回旋管振荡器中的模式竞争问题。编制了起振电流和多模非线性注波互作用计算程序,通过数值模拟计算出每个模式的输出功率对时间的变化情况,验证了回旋管中可能存在的3种平衡状态,证实了设计的合理性。     

0.42THz频率连续可调同轴回旋管

作为目前工作在太赫兹频段输出功率最大的辐射源之一回旋管的功率可达到数十千瓦. 传统太赫兹回旋管一般为点频工作,难以满足动态核极化核磁共振等多方面技术需要。采用机械调节的方式,实现了带宽为2GHz中心频率为0.42THz二次谐波频率连续可调同轴回旋管,通过非线性理论分析发现,在不改变工作磁场条件下,在调节带宽范围内,可实现大于8kW的功率输出.     

修正离散Chirp-Fourier变换及其在SAR 运动目标检测中的应用

离散Chirp-Fourier变换(DCFT)是最新提出的一种检测线性调频信号的有力技术,但它对信号的采样点数和信号参数有着近乎苛刻的约束条件,限制了它的工程应用.本文对DCFT的定义进行了修正,它不附带任何约束条件,是一种优越而又实用的线性调频信号检测技术.本文将其用于机载合成孔径雷达(SAR)运动目标检测当中,取得了良好的效果.此外,本文又提出了基于CLEAN思想的检测技术,与修正DCFT相结合,可以有效地检测出被强目标掩盖的弱目标,具有很大的实用价值.仿真的结果验证了算法的有效性.     

大功率太赫兹电真空器件的研究现状与应用

太赫兹科学技术是当前迅速发展的新兴领域,由于其具有许多独特的特性,在军事上具有重要应用前景.但目前仅有真空电子学的方法可以产生满足军事应用需求的高功率太赫兹辐射,因此大功率太赫兹电真空器件是研究热点之一.综述了大功率太赫兹电真空器件的研究现状,涉及太赫兹行波管、返波管、绕射辐射器件、扩展互作用器件、回旋管等,并分析了其应用情况及前景.     

大半径同轴谐振腔太赫兹回旋管研究

 为了发展大功率太赫兹辐射源,本文对大半径同轴谐振腔回旋管进行了理论和数值模拟研究,理论计算结果表明在同轴谐振腔中其角向对称的TE_0n模式的截止频率与n近似成正比关系,与内外导体之间的距离近似成反比关系.根据上述特点作者设计了一只大半径同轴腔0.3THz、TE₀₄模回旋管,数值计算和粒子模拟结果表明:大半径同轴谐振腔太赫兹回旋管与空心波导谐振腔回旋管相比具有很多优点:腔体尺寸相对较大,工作电流可以大幅度提高;其对称的TE_0n模式与非对称的TE_mn模式的间隔较大,有利于克服模式竞争.     

220GHz回旋管多模自恰非线性模拟

采用了回旋管多模自洽非线性注-波互作用理论,在多个模式同时存在下,每个模式的纵向场随时间和空间变化,最终达到平衡状态。编制了多模自洽非线性计算程序,对220 GHz回旋管进行了数值计算,分析了回旋管中的模式竞争问题,验证了设计的合理性。     

0.22 THz回旋管渐变输出结构的设计和分析

从渐变波导耦合波方程出发,设计了0.22 THz回旋管两种渐变输出结构,上升余弦和Dolph-Chebychev渐变波导过渡器;三维电磁仿真软件HFSS对这两种波导数值模拟验证的结果表明:两种渐变波导都符合设计要求,但是改进的Dol—ph-Chebychev渐变波导要比上升余弦渐变波导短,从而得到作为传输TE_(03)模回旋管输出段的最优波导过度器。     

大直径波纹内导体同轴慢波结构特性的研究

提出了易以加工的大直径波纹内导体相对论返波振荡器慢波结构,推导了这种慢波结构的冷色散方程和耦合阻抗计算公式,数值计算并详细分析了相关结构参数对TM_0n模式色散曲线分离度以及TM₀₂模式的高频场耦合阻抗的影响.结果表明:慢波结构周期、波纹深度以及电子注平均半径都对高频场耦合阻抗有影响;这种慢波结构在抑制模式竞争、以及在低引导磁场下工作等方面都有较大的优势.     

电磁波在等离子体层中衰减的数值分析

采用分层介质方法处理非均匀等离子体层,研究了电磁波射向覆盖磁化等离子体层的金属平板时电磁波的衰减特性。着重讨论Epstein密度分布的等离子体层,分析了等离子体电子密度、电子碰撞频率、外加磁场和入射角度等因素对电磁波衰减的影响,得出在一定等离子体密度和电子碰撞频率下,等离子体对电磁波的吸收特性。