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这里的行波器件主要是指行波管和返波管。随着微波技术的快速发展,对微波器件的要求也越来越高。各研究机构都向小体积、高频率、大功率、低成本方向研究开发微波器件。而带状注微波器件恰好有这样的性能,因此带状注器件近年来受到众多研究机构的关注。带状注器件之所以受到广大研究者的青睐,主要因为带状电子注器件比圆柱形电子注器件拥有更多的优点:(1)带状电子注可以在不改变输入电流密度的前提下,可以加大电子注横截面的横向长度来增加输入电流,从而输入输出功率得到提高。(2)带状注微波器件窄边尺寸较小,满足高频率电磁波对器件尺寸要小的要求——共渡性。(3)带状电子注更靠近慢波结构的内表面,这有利于电子注和高频结构之间相互作用。(4)带状电子注器件更易于实际加工及测试。带状电子注器件还拥有其它很多优势,但目前带状电子注还存在一些问题需要解决及优化。例如带状电子注横截面上空间电荷场水平和垂直方向不一致,因此聚焦很困难。本文将结合电子注的受力情况以及Mathieu方程稳定解约束条件来设计140GHz带状注行波管的聚焦系统,以及220GHz带状注返波管的聚焦系统。本文行波管和返波管聚焦都采用永磁周期磁场进行聚焦。140GHz带状注行波管的聚焦通过Wiggler系统进行聚焦。借鉴周期永磁聚焦系统的分析方法,分析Wiggler磁场的磁场分布,结合Mathieu方程稳定解得出电子注稳定传输的约束条件。利用MATLAB绘出Wiggler聚焦系统约束条件的二维图,根据约束条件利用仿真软件CST进行建模仿真,依据仿真结果分析Wiggler聚焦方式对Diocotron的抑制效果,以及分析Wiggler聚焦存在横向摆动和横向扩散的不足。220GHz带状注返波管的聚焦系统采用周期凹凸聚焦磁场PCM(the periodic cusped magnetic)聚焦方法。将分析PCM聚焦系统的磁场分布,结合电子稳定传输的条件,设计返波管的PCM聚焦系统,通过仿真软件CST建模仿真优化,分析得到的仿真结果。PCM聚焦与Wiggler聚焦有相同问题:电子注传输过程中存在横向发散,电子注输出时比输入时横向宽边尺寸大3倍左右。为了解决电子注横向发散问题,利用半无限磁块的理论建立带偏移的PCM聚焦系统offset_PCM。在offset_PCM聚焦系统的作用下CST的仿真结果显示带状电子注传输稳定,不会出现电子注横向扩散和Diocotron现象,并且电子流通率达到百分之百。