開口式共振腔頻譜特性之研究：臨界耦合物理機制

A Study on the Spectra of Open Cavities: the Physical Mechanism of Critical Coupling

黃敏昇(Min-Sheng Huang)

指導教授 ： 朱國瑞

國立臺灣大學/理學院/物理研究所/碩士(2013年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2013.01125

摘要

開口式共振腔常用於磁旋管和磁旋調速管的研究中。其開口端的結構可以在電子束通過的期間，有效率地取出電子束產生的電磁場。由於開口式共振腔沒有明確的邊界，使其具有與封閉式共振腔不同的特點。本文從時域模型和頻域模型的理論介紹起。概略敘述演算法和所使用的邊界條件。說明時域模型和頻域模型下品質因子的定義，並闡述兩者之間的關聯性。接著介紹在頻域模型下的三種頻譜：最大場強法、場能法和反射法。藉由改變開口式共振腔中斜波導的角度，比較時域模型、最大場強法和反射法所算得的共振頻率和品質因子的差異。解釋為何最大場強法的共振頻率略高於場能法。最後，推導場能法和反射法之間的關係，使得場能法的模擬能夠從反射法量測得到驗證。最後，模擬開口式共振腔在臨界耦合條件下，會沒有反射波的特性。

關鍵字

共振頻率 ； 品質因子 ； 最大場強法 ； 場能法 ； 反射法 ； 臨界耦合

並列摘要

無資料

並列關鍵字

resonant frequency ； quality factor ； max-field spectrum ； field-energy spectrum ； reflection method ； critical coupling

參考文獻

[1] K. R. Chu, “Time Domain Analysis of Open Cavity”, Tsing Hua University, Taiwan, R.O.C. (1993)

[2] 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.

[3] J. D. Jackson, “Classical Electrodynamics”, John Wiley & Son, Inc., p.p. 352~374 (1998)

[4] J. Mathews and R. L. Walker, “Mathematical Methods of Physics”, Addison-Wesley Publishing Company, Inc., p.p. 178~187 (1970)

[5] 洪健倫, “開口式共振腔及超高增益磁旋行波放大器研究”, 清華大學博士論文, (1998)