切伦科夫辐射是自由电子辐射的一种,经常被用于切伦科夫辐射探测器,切伦科夫尾场加速器,以及切伦科夫自由电子激光。2009年,美国加利福尼亚大学的A.M.Cook等人首次利用切伦科夫机制产生了工作频率0.37THz,01TM模式,辐射功率为150KW,脉冲时间60ps的尾场辐射源。相较于切伦科夫自由电子激光,相干切伦科夫尾场太赫兹辐射源,结构简单,而且同样也能达到高输出功率。本文研究基于相干切伦科夫尾场辐射的太赫兹辐射源,主要工作如下:(1)对相对论电子团激发均匀介质部分填充的圆波导结构的色散特性进行了研究。通过理论分析和数值计算详细讨论了影响结构色散特性的因素,如真空区厚度,介质层厚度,介质相对介电常数,电子团能量等,总结得出色散特性随这些影响因素变化的规律(2)分析了单电子团激发均匀介质部分填充的圆波导的各个模式的辐射功率。通过调整波导结构参数、电子团尺寸使结构主要工作在01TM模式,并利用数值分析和粒子模拟软件对理论进行了验证。(3)对周期性电子团激发均匀介质部分填充的圆波导的高次模式进行了研究。采用周期性电子团的高次谐波,可在均匀介质部分填充的圆波导中激励起02TM模式而抑制01TM模式,从而使在相同工作频率下,圆波导尺寸可以更大,辐射功率更高。(4)对均匀介质部分填充的平板波导结构的色散特性进行了研究。理论分析该结构的色散特性,并通过粒子模拟实验初步讨论了该结构中模式的激发特性,为即将开展的工作奠定了一定的基础。(5)根据理论分析规律,设计了工作频率为1THz的相干切伦科夫尾场辐射太赫兹辐射源。通过理论分析和数值计算优化了结构设计参数,并利用粒子模拟,仿真研究了工作频率为1THz、01TM模式,输出功率在200KW的太赫兹辐射源。