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0.8 THz再生反馈振荡器的仿真模拟研究

李天一 孟维思 潘攀 蔡军 邬显平 冯进军 闫铁昌

李天一, 孟维思, 潘攀, 等. 0.8 THz再生反馈振荡器的仿真模拟研究[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 123101. doi: 10.11884/HPLPB201931.190372
引用本文: 李天一, 孟维思, 潘攀, 等. 0.8 THz再生反馈振荡器的仿真模拟研究[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 123101. doi: 10.11884/HPLPB201931.190372
Li Tianyi, Meng Weisi, Pan Pan, et al. Study of 0.8 THz regenerative feedback oscillators[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 123101. doi: 10.11884/HPLPB201931.190372
Citation: Li Tianyi, Meng Weisi, Pan Pan, et al. Study of 0.8 THz regenerative feedback oscillators[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 123101. doi: 10.11884/HPLPB201931.190372

0.8 THz再生反馈振荡器的仿真模拟研究

doi: 10.11884/HPLPB201931.190372
详细信息
    作者简介:

    李天一(1991—),男,硕士研究生,主要研究方向为太赫兹真空电子器件;litianyi_ve@hotmail.com

  • 中图分类号: TN124

Study of 0.8 THz regenerative feedback oscillators

  • 摘要: 随着太赫兹技术的发展,高频率、大功率的太赫兹辐射源一直是国内外研究的热点。再生反馈振荡器作为一种新型太赫兹源器件,具有可行性高、功率大的优点。基于0.8 THz太赫兹波成像系统的需求,采用折叠波导慢波结构,对再生反馈振荡器进行设计与研究。首先对0.8 THz折叠波导慢波结构进行设计并使用CST微波工作室中的本征模求解器进行参数优化,再通过CST粒子工作室中的PIC仿真模块对整管进行热特性仿真,验证了方案的可行性,仿真结果显示,最终可产生60 mW的稳定输出信号。
  • 图  1  行波管放大器工作原理

    Figure  1.  Operating principle of TWT

    图  2  带反馈回路行波管工作原理

    Figure  2.  Operating principle of TWT with feedback circuit

    图  3  再生反馈振荡器工作原理

    Figure  3.  Operating principle of regenerative feedback oscillator (RFO)

    图  4  0.8 THz折叠波导模型

    Figure  4.  0.8 THz folded waveguide module

    图  5  波导宽边a对色散曲线的影响

    Figure  5.  Influence of waveguide broadside on dispersion curve

    图  7  半周期长度p对色散曲线的影响

    Figure  7.  Influence of half period length on dispersion curve

    图  6  直波导长度h对色散曲线的影响

    Figure  6.  Influence of straight waveguide length on dispersion curve

    图  8  波导窄边b对耦合阻抗的影响

    Figure  8.  Influence of waveguide narrow side length on coupled impedance

    图  10  电子注通道半边长rc对耦合阻抗的影响

    Figure  10.  Influence of half edge length of electronic channel on coupled impedance

    图  9  半周期长度p对耦合阻抗的影响

    Figure  9.  Influence of half period length on coupled impedance

    图  11  再生反馈振荡器模型图

    Figure  11.  Model of regenerative feedback oscillator

    图  12  起振过程

    Figure  12.  Progress of self-oscillation

    图  13  快速傅里叶频谱分析

    Figure  13.  FFT spectrum analysis

    图  14  输出信号幅值

    Figure  14.  Output signal amplitude

    图  15  输出信号功率

    Figure  15.  Output signal power

    图  16  振荡频率随电子注电压跳变

    Figure  16.  Oscillation frequency jumps with the electron voltage

    表  1  折叠波导尺寸参数

    Table  1.   Dimension parameters of folded waveguide

    a/mmb/mmh/mmp/mmrc/mm
    0.2100.0250.0400.0500.020
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-09-23
  • 修回日期:  2019-11-04
  • 网络出版日期:  2019-11-28
  • 刊出日期:  2019-12-05

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