8mm碳納米管冷陰極微型輻射源理論研究.pdf

1、傳統(tǒng)的電真空微波器件利用熱陰極作為電子發(fā)射源，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且需要高溫加熱，因此使器件的應(yīng)用受到許多制約。冷陰極場致發(fā)射無需高溫加熱，在室溫環(huán)境下便可以工作，啟動快，且結(jié)構(gòu)簡單。通過設(shè)計特定電子槍結(jié)構(gòu)，可使得發(fā)射體表面發(fā)射出來的電流得到預(yù)調(diào)制。碳納米管具有優(yōu)異的場致發(fā)射性能，可以用作場致發(fā)射冷陰極材料，因此，本文采用碳納米管材料作為場致發(fā)射電子源，并提出了一種8mm微型輻射源的理論模型。本論文的主要研究工作如下：
　　1.根據(jù)碳納米管

2、場致發(fā)射機(jī)理，結(jié)合場致發(fā)射經(jīng)典F-N公式得到場致發(fā)射冷陰極電子槍的電子注調(diào)制原理，據(jù)此構(gòu)建用于8mm碳納米管微型輻射源的電子槍模型。在電磁仿真軟件CST中計算得到該電子槍的調(diào)制電流大小和深度。改變陰極電壓以觀察電壓變化對電流大小和電流調(diào)制深度的影響。
　　2.構(gòu)建盤荷波導(dǎo)單周期模型，利用周期邊界法在電磁仿真軟件CST中計算該盤荷波導(dǎo)周期結(jié)構(gòu)的色散特性、特性阻抗、品質(zhì)因數(shù)以及諧振頻率，并分析研究盤荷波導(dǎo)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對色散特性、特性阻

3、抗、品質(zhì)因數(shù)以及諧振頻率的影響。計算盤荷波導(dǎo)多個模式，得到各個模式的電場分布和場強(qiáng)大小變化，以及各模式的諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)和特性阻抗。找出合適的工作模式。
　　3.首先通過計算得到盤荷波導(dǎo)的單周期長度，并得到對應(yīng)的相速。根據(jù)前面的結(jié)構(gòu)參數(shù)對高頻特性的影響從而確定盤荷波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)參數(shù)值。在相同高頻結(jié)構(gòu)條件下分別采用直流電子注與預(yù)調(diào)制電子注對其激勵，對這兩種情況進(jìn)行熱腔仿真，得到其輸出功率。通過對兩者進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，采用預(yù)調(diào)制電子注的激勵