同軸型準(zhǔn)光腔中線型電子注激勵(lì)短毫米波的研究.pdf

1、為了得到更高頻率和更大功率輸出的短毫米波高功率輻射源.本文分析了基于Smith-Purcell效應(yīng)的同軸型準(zhǔn)光腔系統(tǒng)，研究該系統(tǒng)中的線型電子注與波的互作用過程及輻射機(jī)理，探索其激勵(lì)短毫米波高功率輸出的可能。
　　 所研究的新型Smith-Purcell互作用系統(tǒng)及其變態(tài)結(jié)構(gòu)，此類系統(tǒng)是同軸型結(jié)構(gòu)，可看成是在常規(guī)同軸導(dǎo)體基礎(chǔ)上，改變其內(nèi)外導(dǎo)體形狀所得。改變內(nèi)導(dǎo)體，在其外表面刻有周期性的凹槽，就形成了圓柱光柵；改變外導(dǎo)體形狀，使其內(nèi)

2、表面成球面狀，形成曲面鏡，此時(shí)的結(jié)構(gòu)稱為閉合式同軸型準(zhǔn)光腔，即雙反射鏡同軸型準(zhǔn)光腔。把曲面鏡頂腔部分去掉，就形成了開放式同軸型準(zhǔn)光腔。此類互作用系統(tǒng)有著特殊的場(chǎng)分布，強(qiáng)場(chǎng)區(qū)域處于光柵表面附近，有利于提高互作用效率。由于改變槽截面形狀可以改變高頻場(chǎng)的分布，增強(qiáng)互作用處電磁波的場(chǎng)強(qiáng)，所以設(shè)計(jì)了三種槽截面形狀的圓柱光柵，包括倒梯形槽截面、矩形槽截面和梯形槽截面。利用MAGIC軟件進(jìn)行注-波互作用的粒子模擬，分析在不同電子注參量和開放腔參數(shù)條件

3、下，閉合式同軸腔和開放同軸腔中的互作用及輸出特性。
　　 在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析倒曲面鏡同軸型準(zhǔn)光腔的結(jié)構(gòu)，即在同軸導(dǎo)體的外導(dǎo)體內(nèi)表面刻周期性的凹槽，形成圓柱光柵；使內(nèi)導(dǎo)體表面呈球面狀，形成曲面鏡，再去掉頂腔部分就形成開放式倒曲面鏡同軸型準(zhǔn)光腔結(jié)構(gòu)。利用MAGIC軟件對(duì)這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬計(jì)算和優(yōu)化。對(duì)比開放式同軸腔結(jié)構(gòu)和開放式倒曲面鏡同軸腔結(jié)構(gòu)的模擬結(jié)果，得出在倒梯形柵結(jié)構(gòu)，角度輸出口θ為36°，電子注電壓為0.5MV，電流