回旋管作為極具發(fā)展?jié)摿Φ奶掌澼椛湓?其頻率可調(diào)性能受到了廣泛的關(guān)注。許多用到回旋管的技術(shù)領(lǐng)域,將會(huì)因?yàn)榛匦茴l率可調(diào)性能的提升而得到進(jìn)一步的發(fā)展。通過激勵(lì)起一系列只有軸向模式數(shù)不同的模式,就有可能讓回旋管實(shí)現(xiàn)頻率可調(diào)�；匦芸朔顺叽绻捕刃�(yīng),使得其有較大的諧振腔尺寸。那么,通過改進(jìn)其腔體結(jié)構(gòu),提高回旋管頻率可調(diào)性能也成為可能。諧振腔體的改進(jìn)涉及傳統(tǒng)三段腔中的輸入段、互作用段和輸出段。對(duì)與輸入段和輸出段的改進(jìn),將會(huì)增加帶有傾角的圓柱波導(dǎo);互作用段的改進(jìn)則為改變其傾角,保持其腔體長度不變。適當(dāng)?shù)那惑w結(jié)構(gòu)改進(jìn)會(huì)使得有較大軸向模式數(shù)模式的起振電流降低。因此,回旋管在一定工作條件下的頻率調(diào)節(jié)帶寬就會(huì)變得更寬。本文主要工作內(nèi)容如下:1.從一階傳輸線方程出發(fā),結(jié)合邊界條件,求得了體模、邊廊模和對(duì)稱模的諧振頻率和衍射品質(zhì)因數(shù)。接著推導(dǎo)了歐姆品質(zhì)因數(shù)的表達(dá)式,求出了不同模式的歐姆品質(zhì)因數(shù),結(jié)合衍射品質(zhì)因數(shù)得到總品質(zhì)因數(shù)。2.在不同諧振腔的改進(jìn)結(jié)構(gòu)中,分析了上述不同模式的諧振頻率、衍射品質(zhì)因數(shù)、歐姆品質(zhì)因數(shù)和總品質(zhì)因數(shù)的變化情況。得到了輸入段結(jié)構(gòu)改進(jìn),互作用段結(jié)構(gòu)改進(jìn)和輸出段結(jié)構(gòu)改進(jìn)對(duì)上述各參數(shù)有不同的影響,為改進(jìn)型腔體的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。3.對(duì)于回旋管諧振腔有效長度的求解,給出了兩種思路:一種是利用散射矩陣,另一種是利用仿真軟件。本文利用仿真的方法對(duì)回旋管諧振腔有效長度進(jìn)行了簡單的分析。4.基于上述分析,設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)型回旋管諧振腔體。與傳統(tǒng)三段腔進(jìn)行比較,該腔體在相同的工作條件下,具有更寬的頻率調(diào)節(jié)范圍。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：TN12;O441.4
【部分圖文】：

第一章緒論1第一章緒論1.1研究工作的背景和意義在十九世紀(jì)末，弗萊明（Fleming）用“太赫茲”這一詞來描述微波和紅外之間的一段頻率。太赫茲頻段的范圍一般是109Hz到1013Hz，從作為尚未被人類完全有效開發(fā)的太赫茲技術(shù)，其發(fā)展和應(yīng)用前景吸引著全世界科技工作者的關(guān)注[1-3]。較小的波長，讓太赫茲頻段在成像領(lǐng)域有巨大的優(yōu)勢。高分辨率使得太赫茲技術(shù)在空間遙感，雷達(dá)技術(shù)等方面有極大的發(fā)展?jié)摿4]。太赫茲波對(duì)生物組織的傷害小，所以在生物成像方面太赫茲技術(shù)也極大的應(yīng)用空間[5]。太赫茲頻段所具有絕對(duì)帶寬，可以使得以太赫茲波為載體的通信系統(tǒng)得到變革型的發(fā)展，還將會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益[6]。在二十世紀(jì)初期，美國就將太赫茲技術(shù)放在“改變未來世界的十大技術(shù)”之列，眾多的高校和科研機(jī)構(gòu)都致力于太赫茲科學(xué)技術(shù)的研究以及應(yīng)用開發(fā)[7-18]。圖1-1電磁波頻譜圖1-2太赫茲安檢

第一章緒論1第一章緒論1.1研究工作的背景和意義在十九世紀(jì)末，弗萊明（Fleming）用“太赫茲”這一詞來描述微波和紅外之間的一段頻率。太赫茲頻段的范圍一般是109Hz到1013Hz，從作為尚未被人類完全有效開發(fā)的太赫茲技術(shù)，其發(fā)展和應(yīng)用前景吸引著全世界科技工作者的關(guān)注[1-3]。較小的波長，讓太赫茲頻段在成像領(lǐng)域有巨大的優(yōu)勢。高分辨率使得太赫茲技術(shù)在空間遙感，雷達(dá)技術(shù)等方面有極大的發(fā)展?jié)摿4]。太赫茲波對(duì)生物組織的傷害小，所以在生物成像方面太赫茲技術(shù)也極大的應(yīng)用空間[5]。太赫茲頻段所具有絕對(duì)帶寬，可以使得以太赫茲波為載體的通信系統(tǒng)得到變革型的發(fā)展，還將會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益[6]。在二十世紀(jì)初期，美國就將太赫茲技術(shù)放在“改變未來世界的十大技術(shù)”之列，眾多的高校和科研機(jī)構(gòu)都致力于太赫茲科學(xué)技術(shù)的研究以及應(yīng)用開發(fā)[7-18]。圖1-1電磁波頻譜圖1-2太赫茲安檢

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2太赫茲及其相關(guān)技術(shù)是各個(gè)國家和科研機(jī)構(gòu)想要占領(lǐng)的技術(shù)高地。其中，太赫茲源就是太赫茲研究者討論的熱點(diǎn)話題。太赫茲頻段所處的特殊位置，雖然讓傳統(tǒng)的電子學(xué)器件或者光子學(xué)器件在該頻段無法正常工作，但這也為產(chǎn)生太赫茲輻射提供了兩種參考思路[19-20]。第一種思路既是參考電子學(xué)的理論研究，將其工作頻率降低至太赫茲頻段。這種思路產(chǎn)生的太赫茲輻射，位于太赫茲頻段的高頻部分，可以用于光譜學(xué)及其成像等應(yīng)用場景；第二種思路為將電子學(xué)中的研究方法作為基礎(chǔ)，再將電磁波的頻率升高到太赫茲頻段。這種思路產(chǎn)生的太赫茲輻射，位于太赫茲頻段的低頻部分，可應(yīng)用于傳統(tǒng)微波技術(shù)領(lǐng)域，如通信，雷達(dá)等。但是，這兩種方法的缺點(diǎn)也都比較明顯。固態(tài)太赫茲源因其高損耗，低功率且難以做到太赫茲頻段，其開發(fā)仍然面臨很大的困境。飛秒激光這一脈沖功率很高的太赫茲源，有著效率低這一缺點(diǎn)，使其在太赫茲技術(shù)的應(yīng)用上受到很大的制約。高能粒子在高速回旋運(yùn)動(dòng)中，利用同步輻射也可以產(chǎn)生太赫茲波，但是高昂的造價(jià)，裝置體積大且不能移動(dòng)等缺點(diǎn)，使得其只可以工作在特定的場景。依據(jù)思路二所發(fā)展起來的電子真空器件，成為了太赫茲波最重要的輻射源之一，在太赫茲技術(shù)中的應(yīng)用前景非常廣泛。電真空器件作為產(chǎn)生太赫茲輻射的一種手段，擁有眾多的分支�；匦苁且环N基于自由電子受激輻射機(jī)制的電子真空器件。特殊的輻射機(jī)制，使得回旋管克服了行波管和速調(diào)管等傳統(tǒng)電真空器件難以解決的問題——尺寸共度效應(yīng)。較大的腔體尺寸，為高頻結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新提供了更多的可能�？梢源蠊β瘦敵鲞@一特性，讓回旋管的應(yīng)用場景更廣闊[21]，如可以應(yīng)用與動(dòng)態(tài)核極化，核磁共振，電子回旋加熱等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。圖1-3電真空器件輸出功率
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