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太赫兹波段是指频率介于0.1~10 THz之间的电磁波,具有高频率、高分辨率、超宽带等特点。斜注管作为重要的太赫兹器件,已成功运用于短波雷达、保密通信等领域。斜注管是传统返波管的一种改进管型,区别于返波管的是,斜注管的电子注倾斜入射于慢波结构表面,通过改变电子注的倾斜角度可以优化有效互作用长度,从而获得更高的功率和效率,同时斜注管又保留了返波管小型、轻便、低电压等优点。本论文首先阐述了斜注管的基本工作原理和国内外的发展情况。然后对斜注管腔体场分布、冷特性和激励方程进行了数学分析。以矩形单栅慢波结构为代表,通过各部分场方程的精确分析得到该慢波系统的色散方程和耦合阻抗公式。分析了带状电子束的聚焦磁场,通过Magic仿真给出了聚焦磁场对电子束传输的影响。利用CST(MWS)软件,模拟计算矩形单栅慢波系统的色散特性和耦合阻抗,并分析了各结构参数对慢波结构色散特性的影响。最后,利用Magic软件编写了互作用程序,对斜注管进行三维数值仿真。利用矩形单栅慢波结构,设计了0.1 THz斜注管,工作电流200 mA,工作电压在4.6~5.1 kV之间调节,可以在98.78~100.65GHz的频率范围内得到15.42~39.27 W的频率连续可调的平均输出功率;利用矩形单栅慢波结构,设计了0.4 THz斜注管,工作电流200 mA,工作电压在3.6~4.2kV之间调节,可以在395.55~410.58 GHz的频率范围内得到8.19~16.46 W的频率连续可调的平均输出功率;利用正弦慢波结构,设计了0.65 THz斜注管,工作电流80 mA,工作电压在3.9~4.3 kV之间调节,可以在641.097~646.439 GHz的频率范围内产生0.86~1.95 W的频率连续可调的平均输出功率;利用交错双栅慢波结构,设计了1.5 THz斜注管,工作电流80 mA,电压在6.0~6.4 kV之间调节,可以在1534~1545 GHz的频率范围内产生1.09~3.99 W的频率连续可调的平均输出功率。本文设计的四只斜注管均能在太赫兹的低频段产生数瓦以上的平均输出功率,其输出功率明显优于现有返波管。因此,瓦级以上斜注管的成功研制将有助于开拓太赫兹频段新的应用领域。