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研究生： 林靖凱
Ching-Kai Lin
論文名稱： 溝槽式波導結構探討及電磁波之激發
Theory of Slotted Waveguide and Its Excitation
指導教授： 朱國瑞
Kwo Ray Chu
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 物理學系
Department of Physics
論文出版年： 2006
畢業學年度： 94
語文別： 中文
論文頁數： 47
中文關鍵詞： 磁旋管 、溝槽式波導管
外文關鍵詞： Gyrotron, Slotted wavegude
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    • 本論文討論溝槽式波導結構 (slotted waveguide) 探討及電磁波之激發，分為獨立的二大部分：
    第一部分討論溝槽式波導結構中的電磁波模式，理論分析和電腦模擬的比較。由於理論分析非精確解 (exact close form solution)，所以檢驗理論的正確性和使用的極限是必要的。電腦模擬使用HFSS (High Frequency Structure Simulator)以 finite difference 的方法作分析。
    第二部分為溝槽式波導結構內電磁波激發的計算方法，簡單地說是一本程式使用手冊。此程式sw_gosim (slotted-wall gyrotron oscillation simulator) 模擬溝槽式波導結構中電子和電磁波的交互作用。

    Part I Modal Analysis of a Slotted Waveguide Abstract………………………………………………………… 6 Introduction……………………………………………………… 6 Analytical theory………………………………………………… 11 Comparison between theoretical results and HFSS simulations Summary and discussions……………………………………… 13 References……………………………………………………… 16 Part II Formulation and Instructions of Program SW_GOSIM I. Formulation 1. Field equation ………………………………………………… 21 2. Electrodynamics ……………………………………………… 25 3. Formulae used for power calculations ……………………… 27 4. Electron beam efficiency and the conservation Laws …………31 5. Normalization and summary of the unitless equations ……… 32 II. Instructions for program SW_GOSIM 6. Description and the flow chart of the program ……………… 35 7. Numerical example ………………………………………… 40 III. Appendices A. Notes on velocity spread …………………………………… 41 B. How to generate Bessel function of the first kind of integer orders numerically? ………………………………………………… 43 C. Expressing the off-axis magnetic field B(r,z) in terms of Bz(0,z) 45 References …………………………………………………………… 47

    [1] K. R. Chu and D. Dialetis, “Kinetic theory of harmonic gyrotron oscillation with slotted resonant structure,” Infrared and Millimeter Waves, vol. 13. New York: Academic Press, 1985, pp. 45-75.
    [2] K. R. Chu, Nonlinear Formulation for Gyro-TWT and CARM Amplifier.
    [3] S. H. Chen, T. H. Chang, K. F. Pao, C.T. Fan, and K. R. Chu, “Linear and Time-Dependent Behavior of the Gyrotron Backward- Wave Oscillator”, Phys. Rev. Lett. Vol. 89, 268303, 2005.

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