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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:王宗強
研究生(外文):Tsung-Chiang Wang
論文名稱:新型開口式共振腔之數值模擬與分析
論文名稱(外文):Numerical Simulation and Property Analysis of Open Cavities with New Structures
指導教授:朱國瑞朱國瑞引用關係
指導教授(外文):Kwo-Ray Chu
口試日期:2017-07-11
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:應用物理研究所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:94
中文關鍵詞:微波開口式共振腔波導數值模擬共振頻率品質因子
外文關鍵詞:microwaveopen cavitieswaveguidesnumerical simulationresonant frequencyquality factor
相關次數:
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本論文內容的探討主要圍繞著不同型式的開口式共振腔,開口式共振腔普遍應用在研究磁旋調速管(gyroklystron)、磁旋管(gyrotron)以及磁旋振盪管(gyromonotron oscillator)當中。開口式共振腔與閉口式共振腔的差別在於前者沒有明確的邊界條件,後者有明確的邊界條件,導致前者並無解析解後者有解析解,因此我們運用程式做數值模擬,從中了解物理的現象及意義。
本文先從時域和頻域理論的基礎模型出發,介紹其數學理論與所使用的邊界條件。在時域基礎模型中,探討對共振頻率以及品質因子的影響因素為何,接著介紹在頻域基礎模型中所使用的兩種量測方法,並比較品質因子在時域基礎模型與頻域基礎模型的差異。最後嘗試新的結構,對其數值模擬結果,並給予合理的物理解釋。
The main discussions of the thesis around different open cavities, Open cavities are commonly used in gyroklystron, gyrotron and gyromonotron oscillator. The differences between open cavities and enclosed cavities are the former lack of a well-defined geometrical boundary and the later has a well-defined boundary. Under this condition causes, the former has an analytical solution and the later hasn’t an analytical solution.
Hence, we understand its physical property and phenomenon by numerical simulation.
This content begins with basic theorem for time-domain and spectral-domain model. Then, we will introduce the math theorem and boundary conditions in our numerical computation. In the time-domain model, we will discuss what impact resonant frequency and quality factor. In the spectral-domain model, we will introduce two measurement methods. Then, we compare the differences in resonant frequency and quality factor between time-domain and spectral-domain model. Finally, we try to simulation new structures and give an appropriate physical explanation for the results.
誌謝 ii
中文摘要 iii
Abstract iv
目錄 v
圖目錄 vii
表目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 微波管 2
1.2 研究動機 3
1.3 研究內容摘要 5
第二章 時域模型 6
2.1 時域模型理論 7
2.2 時域模型模擬結果 15
2.2.1 場強分布 17
2.2.2 相位分布 19
2.2.3 角度變化之影響 20
2.2.4 長度變化之影響 23
2.3 時域模型之不匹配負載 27
2.3.1 不匹配負載結構之收斂測試 28
2.3.2 Iris位置之影響 30
2.3.3 iris大小之影響 32
2.3.4 iris結構之場強分布 34
第三章 頻域模型 37
3.1 頻域模型理論 42
3.2 頻域模型之最大場強法 45
3.3 頻域模型之反射法 52
3.4 共振腔反射係數之影響 55
3.5 頻域模型與時域模型品質因子比較 57
第四章 新型開口式共振腔 58
第五章 結論 75
附錄A Muller’s method 76
附錄B Runge-Kutta method 78
附錄C 圓柱形對稱波動方程式推導 80
附錄D 圓柱形對稱結構的場能量與歐姆損耗[7] 84
D.1 Z軸方向波的平均淨功率 86
D.2 正向波和反向波之平均功率 88
D.3 管壁上的歐姆損耗 91
D.4 電磁場的能量 93
參考文獻 94
[1]P. Forman, Rev. Mod. Phys. 67, 397, 1995.
[2]A. V. Gaponov-Grekhov and V.L. Granatstein, "Applications of High-Power Microwaves", Artech House, Boston.London, 1994.
[3]張存續, 陳乃慶, 杜朝海, and 袁景濱. 真空電子學之磁旋管發展. 真空科技, pages 63-70, 2012.
[4]K. R. Chu, The electron cyclotron maser. Rev. Mod. Phys. 76: 489-540, 2004.
doi:10.1103/RevModPhys.76.489.
[5]J. D. Jackson. Classical Electrodynamics. Wiley, 1998. ISBN 9780471309321.
[6]盧姿穎. 開口式共振腔頻譜特性之研究. Master’s thesis, National Taiwan University, 2015.
[7]K. R. Chu, Time-Domain Analysis of Open Cavity lecture, 2013.
[8]K. R. Chu, “Time Domain Analysis of Open Cavity”, Tsing Hua University, Taiwan, R.O.C. , 1993.
[9]K. R. Chu, C. S. Kou, J. M. Chen, Y. C. Tasi, C. Cheng, S. S. Bor, and L. H. Chang, Spectral Domain Analysis of Open cavities, Int. J. Infrared and Millimeter Wave, vol. 13, pp. 1571-1598, 1992.
[10]Robert E Collin. Foundations for microwave engineering. John Wiley & Sons, 2007.
[11]David E. Muller. A method for solving algebraic equations using an automatic computer. Mathematical Tables and Other Aids to Computation, 10(56):208-215,1956. ISSN 08916837.
[12]R.L. Burden and J.D. Faires. Numerical Analysis. Cengage Learning, 2010. ISBN 9780538733519.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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