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带状注器件不仅解决了传统电真空器件几何尺寸与工作频率的共度性这一技术难题,而且易于加工、调试。因此,在近年电真空器件高功率、高频率和小型化等新的发展趋势下,受到了国际社会的广泛关注并迅速成为该领域的研究热点。近年来,理论研究表明:双电子注之间的双流不稳定性可以进一步提高此类器件的性能。为了促进带状注器件的进一步发展,本文对带状双电子注的成形及传输特性进行了详细的研究。以强流电子光学和皮尔斯电子枪理论为基础,通过二维、三维粒子模拟分析说明了双阳极电子枪方案实现带状双电子注成形的可行性。模拟结果表明:在阴极发射面材料特性不变的条件下,电子枪输出电流主要由阴极与第一阳极间距、第一阳极电压决定,而阳极孔高度、阳极挡板高度以及聚焦磁场强度对输出电流的影响相对较小。在0.8T的均匀聚焦磁场和15kV的工作电压下,设计并优化了能实现电流密度大于30A/cm2,电子通过率高达99.27%的带状双注双阳极电子枪。以冷流体模型理论和等效介质法为基础,通过二维、三维粒子模拟分析了带状电子注在传输过程中产生的Diocotron不稳定性以及带状双注之间的双流不稳定性。研究结果表明:(1)除了采用增大聚焦磁场、减小电子密度、增大电子注的能量等传统方法外,还可以采用增加带状注在传输通道中的填充比来提高带状注在传输过程中的稳定性;(2)带状双注在传输过程中的稳定性主要取决于矩形波导的窄边尺寸以及带状双注之间的间距,而与矩形波导的宽边尺寸无关;(3)在本课题所研究的带状注器件中,由于电子密度较小,带状双注之间的双流不稳定性很微弱,可以忽略它对带状双注传输的影响。在对矩形波导中带状双电子注的传输特性进行二维、三维粒子模拟的基础上,研究了耦合孔矩形波导带状双注传输结构,模拟结果表明该方案更容易实现带状双注的长距离、稳定传输。本文对带状双电子注成形及传输特性的研究将为发展短毫米波至THz频段高效率、长寿命的Cherenkov辐射源提供强有力的技术支持。