摘要：提出一种基于复功率守恒技术(CCPT)的广义散射矩阵(GSM)优化方法设计太赫兹波纹圆波导模式变换器。与传统的基于耦合波理论(CWT)的优化方法不同,广义散射矩阵法对模式变换系统进行准确的全波分析,避免了耦合波方程组在计算反向波幅值时的数值计算困难,缩短了计算时间。广义散射矩阵法、耦合波法和HFSS仿真法结果吻合很好,前者耗费时间远小于后两者。该研究为太赫兹源的径向渐变波纹圆波导模式变换器研究提供了一种重要的理论分析手段。

摘要：提出了等离子体填充的二维金属光子晶体模型,采用时域有限差分法研究了等离子体填充的二维正方晶格和三角晶格金属光子晶体的色散和带隙特性.对比分析了两种结构中等离子体密度对TM及TE模式传播特性的影响规律.研究发现,由于背景等离子体的引入,二维金属光子晶体的色散曲线明显往高频方向移动,等离子体密度的改变可同时控制TE和TM模的带隙位置和禁带宽度.这些特性使得二维等离子体金属光子晶体在设计可调谐光子晶体器件方面具有潜在的应用价值.

摘要：对于离散的金属柱结构构建的周期性平板慢波系统,本文利用3维FDTD方法结合HFSS仿真软件深入分析了该慢波系统的高频特性.研究了金属柱高度、周期长度对色散特性的影响,计算了耦合阻抗,并与传统光栅慢波系统特性进行了对比分析.分析表明金属柱慢波系统既有与传统光栅慢波系统相似的高频特性,又具有独自的特点,位于离散的金属柱周期间隙中的电子注互作用耦合阻抗具有对称性;金属柱结构用作真空电子器件的高频系统可增加发生有效互作用的电子注厚度,降低起振电流密度,提高器件效率.本文的分析结果为设计低电流密度工作的多电子注短毫米波器件提供了依据.

摘要：本文提出一种半径和周期双重扰动的非均匀圆波导TE_(0n)模式变换器.通过耦合波理论(CWT)和数值优化方法对该模式变换器进行研究,计算结果与电磁仿真软件基本一致.与传统的均匀结构半径微扰模式变换器比较,非均匀扰动结构TE_(0n)模式变换器可以在更少的波纹周期内实现高于均匀结构的模式转换效率,95%功率转换绝对带宽增加150%,器件长度减小接近一半.本文的研究工作为设计轴向尺寸短、工作带宽大、转换效率高的高功率回旋管外接模式变换器提供了重要参考.

摘要：设计了等离子体填充的二维金属光子晶体特殊开放腔体结构,并采用粒子模拟技术(PIC)建立了基于等离子体填充腔体结构物理模型,分析了等离子体填充下二维腔体的各模式场分布特性,以及等离子体的引入对腔体内各模式工作频率、电场幅值的影响。结果表明:腔体内各模式的电场强度随等离子体密度的增加而减弱,模式频率随背景等离子体归一化频率的提高而增加,工作模式的产生与激励方式密切相关。

摘要：A method of designing an E-plane power combiner composed of two quarter-arc bent rectangular waveguides is proposed for sub-THz and THz waves. The quarter-arc bent-waveguide power combiner has a simple geometry which is easy to design and fabricate. By HFSS codes, the physical mechanism and performance of the power combiner are analyzed, and the relationship between the output characteristics and the structure/operating parameters is given. Simulation results show that our power combiner is suitable for the combining of two equalpower and reversed-phase signals, the bandwidth of the combiner is wide and can be adjusted by the radius of the quarter-arc, and the isolation performance of the combiner can be improved by adding thin film resistive septa at the junction of two quarter-arc bent waveguides. Meanwhile, an approximate method based on the analytic geometrical analysis is given to design this power combiner for different frequency bands.

摘要：研究了一种光子晶体的慢波结构,通过对该结构的色散、场分布和粒子模拟计算,设计和仿真了一个0.28-THz的带状注返波管。在阴极电流密度仅10 A/cm^(2)(最小可低于6 A/cm^(2)),电压12.5 kV,磁场0.5 T的情况下,该结构通过与带状电子注浸没式互作用,输出功率为435 mW。在此基础上,采用了LIGA加工技术制备了该慢波结构。研究表明,光子晶体结构能有效提高互作用效率和降低起振电流密度,有效提高太赫兹真空电子器件阴极的使用寿命,是提高太赫兹真空辐射源性能的一种有效途径。