摘要：准光共焦波导具有功率容量大、模式密度低的特点,能够有效地减少模式竞争对回旋管互作用的影响,有利于高次谐波太赫兹回旋管的设计.为提高太赫兹准光回旋管的互作用效率,在共焦柱面波导的基础上,研究了一种新型高频互作用结构——双共焦波导结构,设计了一种330 GHz二次谐波双共焦结构回旋管谐振腔并对其进行了理论分析和粒子模拟.研究结果表明,双共焦谐振腔中的高阶模式能够与高次电子回旋谐波发生稳定的相互作用,并且没有模式竞争现象,具备工作在太赫兹波段的潜力.相比普通共焦波导谐振腔,双共焦谐振腔能够增强准光回旋管的注波互作用强度,提高回旋管的输出功率和工作效率.此外,结果还表明双共焦波导中的电磁波模式是一种由两个独立的共焦波导模式叠加而成的混合模式.利用这种混合模式有望实现太赫兹回旋管的单注双频工作,为新型太赫兹辐射源的研究提供了新的途径.

摘要：在微波能应用研究中,材料的介电特性是其重要特性,决定了材料被微波的处理能力。为开展毫米波频域的微波能应用研究,本文研究了一种用于材料毫米波介电特性测试的光子晶体谐振器。该谐振器基于三角晶格分布的光子晶体结构,所设计介质光子晶体的带隙为87~107 GHz。在其基础上,通过增加线缺陷和两个锥形结构形成直接与WR-10波导相连接的介质光子晶体波导,通带范围为88~99 GHz。在此介质光子晶体波导的中心增加直径为d=0.51 mm的通孔,构成光子晶体谐振器。向谐振器中心通孔放入待测量的介质材料,待测材料的介电常数将对谐振腔的谐振频率产生影响,通过测量谐振频率的变化,则可得到待测材料在88~99 GHz频段的介电常数。通过CST仿真研究,所设计的结构可以对高介电常数材料的介电特性进行测试,可测量材料的介电常数测量范围在67~94.5 GHz之间。

摘要：为开展适用于太赫兹频段的大功率回旋放大器研究。对基于准光共焦波导的二次谐波准光回旋行波管进行了研究,理论与仿真结果表明,准光波导具有良好的模型选择性,利用器件的二次谐波工作,其基波与二次谐波的返波振荡可以得到很好的抑制。在理论与仿真研究基础上,设计了一只G波段的二次谐波准光回旋行波管,理论计算结果表明:在65 kV电子束电压、10 A电流、速度横纵比为1、磁场强度为4.19 T时,最大输出功率为90 kW,效率为13.8%,增益为34.8 dB。当输入功率10 W时,-3 dB带宽为2 GHz。

摘要：国际电联3区和我国无线电频率划分规定中,可用于工业、科学和医疗应用的频率已提升至毫米波频段。为了推动我国微波能应用向更高频率的毫米波频域发展,报道了一支为微波能应用研究开发的30 GHz连续波回旋管。通过理论设计和实验验证了该回旋管可在4.2 kV、300 mA工作电压、电流下实现100 W以上连续波功率输出,输出频率30.14 GHz,器件工作模式TE 01模式,实验结果与理论设计基本吻合。