Abstract
本論文的目的，在於設計一個中心工作頻率為35 GHz的二次諧波單腔磁旋管(second harmonic gyromonotron)的輸出功率傳輸線路(output powertransmission circuit)。此一輸出功率傳輸線路，本質上為一可供電磁波傳導的複合結構，其目的在將二次諧波單腔磁旋管(second harmonicgyromonotron)中產生的在圓形波導管中傳導的圓極化TE21模式輸出功率波轉換成為在矩形波導管中傳導的TE10模式輸出功率波。方法上，本論文中是利用數值模擬的方法，來設計此一輸出功率傳輸線路，而模擬所用的程式是HP公司的一個商用三維電磁波模擬程式HFSS(High FrequencyStructure Simulator)。一般而言，電磁波在複合結構的傳導，極其複雜。利用數值模擬的方法，來模擬一新設計的複合結構的電磁波傳導特性，不但可以"直接"驗證此一新設計的複合結構是否達成設計的要求功能，更可以經由〞直接觀察〞電磁波在複合結構中傳導及其極化轉變的幾何圖像，進而了解其物理機制。此可作為優化此一複合結構的基礎。論文中所設計的複合結構組合了四個元件：即TE21、圓極化模式到TE21、線極化模式的極化轉換器(polarization converter)，TE21、線極化模式到TE11、線極化模式的模式轉換器(mode converter)， taper， 及 turnstilecoupler。利用TE21、圓極化模式到TE21、線極化模式的極化轉換器，吾人可將電子束在二次諧波單腔磁旋管中放出的圓極化TE21模式輸出功率波轉換成為線極化TE21模式輸出功率波。利用TE21、線極化模式到TE11、線極化模式的模式轉換器，吾人可將線極化TE21模式輸出功率波轉換成為線極化TE11模式輸出功率波。利用taper，吾人可使在overmoded圓形波導管中傳導的TE11、線極化模式輸出功率波轉換成在單一模圓形波導管中傳導的TE11、線極化模式輸出功率波。利用turnstile coupler，吾人可將在單一模圓形波導管中傳導的TE11、線極化模式輸出功率波轉換成在矩形波導管中傳導的TE10、線極化模式輸出功率波。就吾人的知識所了解，本論文所設計的TE21、線極化模式到TE21、線極化模式的極化轉換器，為一新設計，未見於文獻發表。又本論文中，利用數值模擬的方法來討論電磁波在TE21、線極化模式到TE11、線極化模式的模式轉換器中，模式轉換及電磁波場型(field pattern)變化的方法，亦為一新的嘗試。