太赫兹扩展互作用速调管输入输出结构设计与整管优化

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1、４击种成Ａ葦ＵＮＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣ专业学位硕±学位论文ＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ论文题目太赫兹扩展互作用速调管输人输出．，结构设计与整管优化专业学位类别工程硕±馨学号２０１３２２０４０４３９作者姓名杨召龙指导教师张开春副阱究员？独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究Ｘ作。及取得的研究成果掘我所知，除了文中

2、特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成巧，也不包含为－获得电／科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名；祝馬批日期：年广月论文使用授权本学位论义作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向罔家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和磁蟲，允许论文被渣闕和借阅。本人授权电子科技大学可等学位论文的全、部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印缩印或扫描

3、’等夏制手段保祥。、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）也搞巧签名：作者签名：导师／如＾ｒ；占年日期月化分类号密级注1UDC学位论文太赫兹扩展互作用速调管输入输出结构设计与整管优化（题名和副题名）杨召龙（作者姓名）指导教师张开春副研究员电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016.04论文答辩日期2016.05学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。INPUT

4、-OUTPUTSTRUCTUREDESIGNANDTHEENTIRECONFIGURATIONOPTIMIZATIONOFATERAHERTZEXTENDEDINTERACTIONKLYSTRONAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:YangZhaolongAdvisor:ZhangKaichunSchool:SchoolofPhysicalElectronics摘要

5、摘要由于现代工业和科学技术的发展，微波技术的应用日益广泛，因此对能够产生和放大微波能量的电子器件提出了更高要求。作为构成微波真空电子器件主要类型，速调管的应用能够满足这一需求。在保留传统速调管的基础上，扩展互作用速调管是为数不多的，能够在高功率高频率输出的器件，作为新兴THz辐射源研究的一部分，成为近些年真空电子器件的热点。本文首先对传统速调管理论进行分析，设计了耦合腔链扩展互作用速调管，其电子注采用带状注，以实现在高频段实现比较高的功率输出。本文中，输入输出结构均采用波导耦合结构，并采用四腔结构，以提高其整体增益。并依靠数值计算和软件

6、仿真，对其高频结构以及输入输出结构进行了比较深入的分析。在传统谐振腔工作原理的基础上，设计了能够工作于太赫兹频段的扩展互作用速调管，并且利用软件仿真，对其内的场分布进行了仿真分析，采用了2工作模式，以利于电子注与高频场的互作用。采用多间隙的谐振腔作为其高频结构，工作频率在225GHz附近。通过优化输入输出结构耦合部分的结构尺寸，提高了速调管换能性能。并在此基础上，利用PIC粒子仿真软件对其整个结构进行了仿真优化，得到结果如下，在电子注电流105mA，阴极电压13kV，均匀聚焦磁场0.5T，在输入微波频率224.65GHz平均功率30m

7、W的馈入下，能够达到输出平均功率36W，效率约为2.6%，增益达到了30.8dB。以上仿真设计表明，所设计的速调管可以工作在太赫兹频段，可以作为微波辐射源之一，这不仅为下一阶段实际制管打下了基础，而且为设计出更高频率的速调管提供了可能性。关键词：扩展互作用速调管，太赫兹频段，高频结构，注波互作用，仿真模拟IABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentofmodernindustryandscience,theapplicationofmicrowavetechnologyisincreasinglywidespr

8、ead,sotheenergythatcanbegeneratedandamplifiedmicrowaveelectronicdeviceshasbeenputahigherdemand.Constitu