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螺旋线型Q波段高效率通信行波管研究 被引量:1
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作者 郑丽 郝保良 +7 位作者 王娟 张彦成 李紫琳 王光强 陈然 耿伟楠 徐光 张丽霞 《空间电子技术》 2025年第1期109-117,共9页
面向卫星通信、无线通信等毫米波应用的快速需求,文章详细研究了螺旋线型Q波段行波管的大功率、高效率、高增益、非线性等物理特性和设计技术。通过尺寸共度效应理论分析,研究了慢波结构的色散特性、耦合阻抗;采用了一种双渐变技术,在... 面向卫星通信、无线通信等毫米波应用的快速需求,文章详细研究了螺旋线型Q波段行波管的大功率、高效率、高增益、非线性等物理特性和设计技术。通过尺寸共度效应理论分析,研究了慢波结构的色散特性、耦合阻抗;采用了一种双渐变技术,在提高电子效率的同时兼顾高增益和良好的非线性指标;采用了主衰减,输入副衰减和切断的设计方法,有效抑制了返波振荡,以使行波管稳定工作;在互作用后电子能谱分析基础上,设计出一种五级降压收集极,收集极效率达到90%,促进了行波管总效率的提高。采用以上设计方法研制了2种Q波段螺旋线通信行波管,具体测试结果为,A型大功率行波管,Q波段(带宽2GHz),输出功率达到125W,饱和总效率达到57%,饱和增益45dB,相移小于49°,重量460 g;B型小型化行波管,Q波段(带宽4.5 GHz),饱和功率65 W,饱和总效率55%,饱和增益46 dB,相移小于45°,重量350 g。两种螺旋线型Q波段行波管满足了通信的高效率、高线性度、高增益、小型化等综合指标要求,测试参数超过公开报道的最新产品,展现出极佳的综合性能。文章所提出的设计方法为Q波段及更高频段螺旋线通信行波管研究提供了一种参考。 展开更多
关键词 毫米波通信 行波管 大功率 高效率 小型化
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基于多层次深度神经网络的相对论返波管优化技术 被引量:1
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作者 陈再高 史雪婷 +4 位作者 王建国 梁闪闪 唐泽华 陈柯 杨超 《现代应用物理》 2025年第1期158-164,共7页
针对相对论返波管优化问题,提出并建立了一种基于数据驱动的深度神经网络模型的相对论返波管优化方法。选取相对论返波管的结构或电参数作为待优化参数,通过全电磁粒子模拟软件生成不同待优化参数下对应的工作特性参数,生成低维度训练... 针对相对论返波管优化问题,提出并建立了一种基于数据驱动的深度神经网络模型的相对论返波管优化方法。选取相对论返波管的结构或电参数作为待优化参数,通过全电磁粒子模拟软件生成不同待优化参数下对应的工作特性参数,生成低维度训练数据集和高维度训练数据集;构建多层次深度神经网络,将低层深度神经网络的输出作为高层深度神经网络的输入,实现神经网络之间的互连。数值计算结果表明,多层次深度神经网络的预测结果与全电磁粒子模拟结果的相对偏差小于2%,二者计算结果吻合较好。该方法克服了深度神经网络在样本数据较少时预测结果精度不高的难题,得到较高精度的优化结果,可为相对论返波管设计提供参考。 展开更多
关键词 数据驱动 相对论返波管 全电磁粒子模拟算法 多层次深度神经网络
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基于K均值聚类算法的行波管电子注层流性分析
3
作者 沈长圣 张天阳 +3 位作者 柏宁丰 陈昭福 樊鹤红 孙小菡 《物理学报》 北大核心 2025年第18期373-383,共11页
为了提高行波管的稳定性和可靠性,电子注的优化与设计成为真空电子器件中的关键部分,层流性是评价电子注质量的关键参数.提出使用K均值聚类算法将电子枪注腰处粒子简化为宏粒子的方法.将该宏粒子作为行波管互作用区的粒子源进行注波互... 为了提高行波管的稳定性和可靠性,电子注的优化与设计成为真空电子器件中的关键部分,层流性是评价电子注质量的关键参数.提出使用K均值聚类算法将电子枪注腰处粒子简化为宏粒子的方法.将该宏粒子作为行波管互作用区的粒子源进行注波互作用仿真,使得仿真时间由5.53 h减少为0.65 h,提高了仿真效率.通过对某型号行波管的电子枪进行阴极发散角度和阴阳极间距离的调整.仿真结果表明:发散角度在0°—1°范围调节时,发散角度越大,径向均方根发射度数值也越大,电子注层流性就越差,行波管输出功率下降;阴阳极间距离在0.8—1.6 mm范围内调节时,径向均方根发射度由2.51 mm·mrad下降为2.22 mm·mrad时,电子注的层流性得到改善,空间行波管输出功率由328.34 W上升为414.10 W.因此,采用K均值聚类算法的粒子简化模型,提升了注波互作用仿真效率,依据电子注层流性对行波管性能的影响可以对电子枪结构参数优化. 展开更多
关键词 行波管 电子注层流性 K均值聚类算法 径向均方根发射度
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相对论强流电子束驱动的X波段同轴回旋管腔体设计
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作者 安晨翔 周宁 +6 位作者 陈坤 王登攀 李冲 桂猷猷 杨以航 崔新红 史彦超 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第7期28-33,共6页
在爆炸发射阴极驱动下,相对论回旋管常因超高束流电流(>300A)易发生虚阴极现象,电子束也极易轰击导体内表面,并伴随回旋共振(Cyclotron Resonance)和回旋返波振荡(Gyro-Backward-Wave Oscillation,BWO)模式的非预期激励。采用通过理... 在爆炸发射阴极驱动下,相对论回旋管常因超高束流电流(>300A)易发生虚阴极现象,电子束也极易轰击导体内表面,并伴随回旋共振(Cyclotron Resonance)和回旋返波振荡(Gyro-Backward-Wave Oscillation,BWO)模式的非预期激励。采用通过理论分析与三维粒子模拟相结合的方法,系统探究了X波段同轴回旋管腔体在强流相对论电子束(Intense Relativistic Electron Beam,IREB)驱动下的电磁特性。结果表明,通过腔体几何优化与电子束参数匹配可实现强流相对论电子束的稳定传输与TE01单模工作。腔体品质因数(Q_(cav))的合理取值对于抑制寄生模式竞争至关重要。当Q_(cav)<65时,会激励TE_(21)-BWO模式;当Q_(cav)>90时,会激励TE_(31)回旋共振模式;而Q_(cav)=65~90区间内可稳定维持TE_(01)单模振荡,输出功率达35 MW(电压300 kV、电流500 A、横纵速度比1.2),对应效率34.4%。进一步研究表明,该腔体对电子束速度零散(Δβ<25%)具备显著鲁棒性,为高功率微波源设计提供了重要参考。 展开更多
关键词 相对论回旋管 强流相对论电子束 模式竞争 三维粒子模拟
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亚微米碳基薄膜抑制二次电子发射效应及其对微放电阈值的调控
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作者 段潮锋 胡笑钏 +3 位作者 楚坤 王健 封国宝 胡天存 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第9期802-809,共8页
在微波场作用下,空间电子谐振倍增引起的微放电效应是导致航天器性能下降的重要因素。碳薄膜通过抑制二次电子发射,对降低微放电效应风险具有显著潜力。研究采用磁控溅射法,通过控制溅射功率在铜表面沉积不同厚度的亚微米碳基薄膜,测量... 在微波场作用下,空间电子谐振倍增引起的微放电效应是导致航天器性能下降的重要因素。碳薄膜通过抑制二次电子发射,对降低微放电效应风险具有显著潜力。研究采用磁控溅射法,通过控制溅射功率在铜表面沉积不同厚度的亚微米碳基薄膜,测量其二次电子发射系数(Secondary electron yield,SEY),采用扫描电子显微镜对样品表面形貌、成分、薄膜厚度进行分析表征,通过CST Studio Suite软件预测平行平板波导模型的微放电阈值功率。结果表明,随着薄膜厚度从0增大至1239 nm,SEY最大值从2.18近似指数下降至1.72,第二临界能量从2810 eV下降至927 eV,且当厚度超过938 nm时,SEY最大值趋于稳定。微放电仿真显示,当f·d=5 GHz·mm时,938 nm的碳薄膜能够将平行平板波导模型的微放电功率阈值缩小21.27 kW。文章深入探讨了SEY与碳薄膜厚度之间的定量关系,且预示了碳薄膜在缩小微放电敏感区间方面的应用潜力,对于抑制航天器微波器件微放电效应、提升航天器空间可靠性方面具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 微放电 碳薄膜 二次电子发射 薄膜厚度
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220 GHz共焦波导回旋行波管放大器衍射损耗率分析
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作者 安晨翔 周宁 +6 位作者 陈坤 王登攀 李冲 桂猷猷 杨以航 王俊清 史彦超 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第9期27-32,共6页
共焦波导结构因其衍射损耗可降低模式密度的特性,能够有效抑制模式竞争,进而有助于回旋行波管放大器(gyro-TWT)在太赫兹(>100 GHz)频段实现稳定工作。采用理论分析与三维粒子模拟(3D-PIC)相结合的方法,针对220 GHz共焦波导gyro-TWT... 共焦波导结构因其衍射损耗可降低模式密度的特性,能够有效抑制模式竞争,进而有助于回旋行波管放大器(gyro-TWT)在太赫兹(>100 GHz)频段实现稳定工作。采用理论分析与三维粒子模拟(3D-PIC)相结合的方法,针对220 GHz共焦波导gyro-TWT的衍射损耗率(DLR)展开综合分析。研究结果表明,DLR的大小对gyro-TWT性能具有显著影响。较小的DLR会激发低阶竞争模式的回旋返波振荡(GBWO);而较大的DLR则会大幅降低共焦波导gyro-TWT的束波互作效率、增益、带宽,同时降低其对电子束速度零散的容忍度,应避免使共焦波导gyro-TWT工作在较大的DLR下。在该设计的共焦波导gyro-TWT中,HE_(07)单模稳定工作的DLR不小于0.38 dB/cm,对应的镜面宽度角θ不大于47°。 展开更多
关键词 共焦波导 衍射损耗率 太赫兹源 回旋行波管
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厘米波段兆瓦级回旋行波管电子枪设计与计算
7
作者 韩宇 曾旭 +1 位作者 张亦驰 冯进军 《微波学报》 北大核心 2025年第2期86-92,共7页
近年来,兆瓦级回旋行波管磁控注入电子枪因其高功率输出和精确电子束控制需求受到广泛关注,但阴极发射不均匀及表面粗糙度引起的电子束速度零散仍是亟待解决的问题。为此,文中提出了一种基于双阳极结构的电子枪设计方法,首先利用CST软... 近年来,兆瓦级回旋行波管磁控注入电子枪因其高功率输出和精确电子束控制需求受到广泛关注,但阴极发射不均匀及表面粗糙度引起的电子束速度零散仍是亟待解决的问题。为此,文中提出了一种基于双阳极结构的电子枪设计方法,首先利用CST软件进行三维粒子仿真以优化电子束参数;其次从麦克斯韦-玻尔兹曼分布出发推导考虑表面粗糙度影响下的速度零散表达式,并构建约1 000个区域的阴极阵列发射模型并引入高斯噪声模拟表面粗糙度。实验结果表明:在120 kV/30 A的工况下,该方法实现了横纵速度比1.1、导引中心半径7.1 mm以及速度零散4.9%,且1μm表面粗糙度使速度零散增加约3%。 展开更多
关键词 回旋管 电子光学系统 阴极发射 速度零散
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基于BERT的微波组件故障知识图谱推理方法 被引量:1
8
作者 樊国壮 周金柱 +2 位作者 侯奇峰 高达林 甘宇鹏 《电子机械工程》 2025年第1期34-39,共6页
本研究旨在利用知识推理技术改进微波组件调测过程中的知识补全,以增强故障知识图谱的完整性和准确性,从而提升调测效率和可靠性。针对微波技术领域知识不完备的问题,文中提出了一种基于来自Transformers的双向编码器表示(Bidirectional... 本研究旨在利用知识推理技术改进微波组件调测过程中的知识补全,以增强故障知识图谱的完整性和准确性,从而提升调测效率和可靠性。针对微波技术领域知识不完备的问题,文中提出了一种基于来自Transformers的双向编码器表示(Bidirectional Encoder Representations from Transformers,BERT)模型的知识推理方法MicroReason-BERT。该模型首先在微波组件故障知识图谱上通过遮掩语言模型进行预训练,增强对现有数据的理解能力。随后,通过使用预训练模型的编码器部分,分别对三元组中的头实体、关系和尾实体进行上下文表示编码。在此基础上,MicroReason-BERT结合确定性分类器与空间测量进行表示和结构学习,以优化模型表现。为进一步提升模型性能,文中还引入多种损失函数进行学习。实验结果表明:MicroReason-BERT在测试集上的综合表现优于其他知识推理模型,有效提高了知识图谱的完整度。 展开更多
关键词 微波组件 知识推理 故障诊断 知识图谱
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E波段混合慢波结构行波管仿真和实验
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作者 瞿波 梁晓峰 +5 位作者 梁潇 李志良 常通 李安 闫冠齐 冯进军 《太赫兹科学与电子信息学报》 2025年第9期906-911,927,共7页
针对未来大容量高速率通信系统对行波管(TWT)高频率、大功率、宽带宽等关键特性的迫切需求,提出一种将螺旋线慢波结构和折叠波导慢波结构结合的新型混合慢波结构,旨在实现行波管宽带特性和热稳定性。通过理论分析和设计仿真研究混合慢... 针对未来大容量高速率通信系统对行波管(TWT)高频率、大功率、宽带宽等关键特性的迫切需求,提出一种将螺旋线慢波结构和折叠波导慢波结构结合的新型混合慢波结构,旨在实现行波管宽带特性和热稳定性。通过理论分析和设计仿真研究混合慢波系统中电子注参数和高频参数的传递关系,开展注波互作用仿真研究;并基于研究设计了一支E波段混合慢波结构TWT样管,进行功率和增益测试,对比混合慢波结构和折叠波导(FWG)行波管的主要参数特性。测试结果表明,该混合慢波结构行波管在68~80 GHz频率范围内输出功率≥78 W,饱和增益≥20 dB,带内小信号增益参数相对折叠波导降低50%以上,验证了混合慢波结构的可行性和有效性。 展开更多
关键词 混合慢波结构(SWS) E波段 行波管(TWT)
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C波段空间行波管电子注流通率的研究
10
作者 胡明辉 苏元盛 +4 位作者 李安 李硕然 万海静 于文杰 瞿波 《真空电子技术》 2025年第3期20-25,35,共7页
电子注的流通率直接影响空间行波管的效率、可靠性、寿命及噪声等参量。为提高电子注的流通率,文章主要通过行波管中周期永磁聚焦系统理论设计,运用MTSS软件进行了电子枪与周期永磁均匀磁场之间过渡区模拟优化、互作用区轴对称磁系统的... 电子注的流通率直接影响空间行波管的效率、可靠性、寿命及噪声等参量。为提高电子注的流通率,文章主要通过行波管中周期永磁聚焦系统理论设计,运用MTSS软件进行了电子枪与周期永磁均匀磁场之间过渡区模拟优化、互作用区轴对称磁系统的模拟优化以及再聚焦区的模拟优化。实现了在C波段空间行波管中静态流通率由99.8%提高至99.96%,动态流通率从96.80%提高至98.60%,整管效率大于65%。该行波管在高温(85℃)、常温和低温(-25℃)工况下的螺流随输入信号变化的幅度显著降低,提高了C波段空间行波管的可靠性。 展开更多
关键词 流通率 空间行波管 周期永磁聚焦 再聚焦
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栅控脉冲空间行波管可靠性研究
11
作者 于文杰 魏晶慧 +4 位作者 曹雪梅 何晏彰 李文宇 龚暄 刘晋允 《真空电子技术》 2025年第5期15-18,共4页
栅控脉冲空间行波管(Space Travelling Wave Tube, STWT)是星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)系统中重要的功率放大器件。文章开展了栅控脉冲空间行波管栅控电子枪、高电压绝缘、大功率散热及高功率输能可靠性的研究工作... 栅控脉冲空间行波管(Space Travelling Wave Tube, STWT)是星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)系统中重要的功率放大器件。文章开展了栅控脉冲空间行波管栅控电子枪、高电压绝缘、大功率散热及高功率输能可靠性的研究工作,形成了可行的工艺技术方案,并进行了整管1∶1寿命试验,最长单管工作时间已达到27 000 h,功率变化最大为0.12 dB,电流变化小于1%。这些技术已成功应用于X/Ku/K/Ka波段等系列产品中,其脉冲功率最高可达4 000 W。 展开更多
关键词 栅控 脉冲空间行波管 电子枪 高绝缘耐压 大功率散热
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电极半径对正交电磁场中电子运动的影响
12
作者 苏亚凤 陈贺胜 王兴 《大学物理实验》 2025年第5期18-22,共5页
利用四阶龙格库塔法数值计算了正交电磁场中不同阴极半径和阳极半径下的电子运动轨迹。计算结果表明:当阴极半径较小的时候,电子做类“8”字旋转曲线运动,而当阴极半径较大时,则呈现近似半圆形弹跳运动行为;阴极半径越大,电子的运动曲... 利用四阶龙格库塔法数值计算了正交电磁场中不同阴极半径和阳极半径下的电子运动轨迹。计算结果表明:当阴极半径较小的时候,电子做类“8”字旋转曲线运动,而当阴极半径较大时,则呈现近似半圆形弹跳运动行为;阴极半径越大,电子的运动曲线在阳极附近的曲率半径越大;阳极半径越大,电子的运动曲线在靠近阳极处的曲线曲率半径越小。此数值模拟实验计算既直观展示了电子的运动行为,又弥补了实体实验在控制参量变化上的局限性。 展开更多
关键词 龙格库塔法 电子运动 阴极半径
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通信用E波段100 W空间行波管研究
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作者 李志良 常通 +2 位作者 金世霖 全京敏 于文杰 《真空电子技术》 2025年第5期7-10,共4页
针对卫星通信对高频段微波功率源的应用需求,文章主要介绍了E波段100 W空间行波管的研制情况。研制方案采用双阳极电子枪、高线性与高效率折叠波导注波互作用综合优化技术及低驻波与宽频带输能系统设计等措施,研制出在71~76 GHz范围内... 针对卫星通信对高频段微波功率源的应用需求,文章主要介绍了E波段100 W空间行波管的研制情况。研制方案采用双阳极电子枪、高线性与高效率折叠波导注波互作用综合优化技术及低驻波与宽频带输能系统设计等措施,研制出在71~76 GHz范围内输出功率不低于101 W、增益不低于42 dB、效率不低于43.5%、饱和相移小于40°的通信用E波段空间行波管,并完成了环境试验。试验后样管经测试各项性能参数均在正常范围。 展开更多
关键词 E波段 折叠波导 连续波 空间行波管
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国产空间行波管放大器应用与发展
14
作者 冯西贤 白春江 《真空电子技术》 2025年第5期1-6,共6页
行波管放大器(TWTAs)是空间有效载荷的关键产品。21世纪初,我国空间行波管放大器几乎全部依赖进口。近20年来,国产空间行波管放大器得到长足发展,基本实现了全面国产化。中国航天科技集团公司五院西安分院研制的空间行波管放大器在轨应... 行波管放大器(TWTAs)是空间有效载荷的关键产品。21世纪初,我国空间行波管放大器几乎全部依赖进口。近20年来,国产空间行波管放大器得到长足发展,基本实现了全面国产化。中国航天科技集团公司五院西安分院研制的空间行波管放大器在轨应用产品频率覆盖L频段至Q/V频段,连续波输出功率达到220 W,脉冲功率达到1 800 W。产品在轨应用累计数量780余台,累计工作时间超过1 100万h。在轨失效率和寿命评估数据表明,国产空间行波管放大器能够满足系统高可靠和长寿命要求。面对固态功率放大器、相控阵和激光通信系统的激烈竞争,国产行波管放大器需要从可制造性提升、性能提升、产品创新及应用创新等维度提升竞争力。 展开更多
关键词 行波管放大器 国产化 在轨 可靠性
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基于有限元的回旋管准光辐射器性能优化研究
15
作者 陈飞 《科技资讯》 2025年第15期249-251,共3页
传统的依赖实验和理论计算对回旋管准光辐射器进行性能优化的方法难以有效提升回旋管准光辐射器的性能。为此,开展基于有限元的回旋管准光辐射器性能优化研究。建立回旋管准光辐射器的精确物理模型;采用有限元方法进行离散化处理,将复... 传统的依赖实验和理论计算对回旋管准光辐射器进行性能优化的方法难以有效提升回旋管准光辐射器的性能。为此,开展基于有限元的回旋管准光辐射器性能优化研究。建立回旋管准光辐射器的精确物理模型;采用有限元方法进行离散化处理,将复杂的电磁波传播问题转化为一系列节点上的线性方程组进行求解;根据结果,优化准光辐射器的关键性能参数。实验测试表明,该方法提高了输出波束与理想高斯场之间的一致性,有效提升了回旋管准光辐射器的性能。 展开更多
关键词 有限元 回旋管 准光辐射器 性能优化 高斯分布
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渐变组分背势垒GaN HEMT器件特性研究 被引量:1
16
作者 张瑞浩 万发雨 +3 位作者 徐儒 徐佳闰 李月华 宋润陶 《微波学报》 北大核心 2025年第1期26-31,共6页
高频氮化镓微波功率器件的短沟道效应是限制其射频性能的重要原因,通常采用背势垒结构来提高二维电子气的限域性,抑制短沟道效应。然而背势垒层的加入会增加寄生电阻与栅极电容,使电流增益截止频率f_(t)与最大震荡频率f_(max)降低。因此... 高频氮化镓微波功率器件的短沟道效应是限制其射频性能的重要原因,通常采用背势垒结构来提高二维电子气的限域性,抑制短沟道效应。然而背势垒层的加入会增加寄生电阻与栅极电容,使电流增益截止频率f_(t)与最大震荡频率f_(max)降低。因此,本文采用了一种铝组分渐变的铝氮化镓背势垒结构,在一定程度上提高了器件的f_(t)和f_(max)。研究结果表明:与组分为0.05的固定组分背势垒相比,0~0.1渐变组分背势垒器件的最大震荡频率f_(max)最高提升了11.1 GHz,达到150.9 GHz。其射频功率特性也得到了明显改善,当工作频率为8 GHz时,最大输出功率密度达到5.2 W/mm,功率增益达到14.8 dB,功率附加效率达到了30.3%。 展开更多
关键词 氮化镓基高电子迁移率晶体管器件 渐变组分背势垒结构 短沟道效应 二维电子气限域性
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用于340 GHz返波管的梯形双脊波导慢波结构
17
作者 石惠芬 岳玲娜 +6 位作者 高博宁 徐进 蔡金赤 殷海荣 王文祥 徐勇 魏彦玉 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第9期39-44,共6页
为进一步提高返波管的耦合阻抗和输出功率,提出了一种梯形双脊波导慢波结构。与正弦双脊波导和平顶型正弦双脊波导相比,在归一化相速度基本一致时,梯形双脊波导的电子注通道中心轴线耦合阻抗和截面平均耦合阻抗都得到了显著提升。仿真... 为进一步提高返波管的耦合阻抗和输出功率,提出了一种梯形双脊波导慢波结构。与正弦双脊波导和平顶型正弦双脊波导相比,在归一化相速度基本一致时,梯形双脊波导的电子注通道中心轴线耦合阻抗和截面平均耦合阻抗都得到了显著提升。仿真结果显示,在320~360 GHz频带范围内,其平均耦合阻抗较正弦双脊波导提升78.33%~86.97%,较平顶型正弦双脊波导提升至少46.65%。在相同工作条件及频带范围内,梯形双脊波导返波管在340 GHz频段的输出功率为5.55~8.03 W,比正弦双脊波导返波管提升26.97%~73.44%,比平顶型正弦双脊波导返波管提升33.65%~52.47%。此时三种返波管均为最佳管长,梯形双脊波导返波管可比另两种结构缩短至少16.5%。 展开更多
关键词 太赫兹返波管 梯形双脊波导 慢波结构 耦合阻抗提升 仿真计算
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高匹配高功率低副瓣波导缝隙阵天线的设计与数值模拟
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作者 侯万杉 殷勇 +6 位作者 秦雨 刘海霞 李文龙 毕亮杰 李海龙 王彬 蒙林 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第4期1-9,共9页
研究了波导缝隙阵天线在高功率微波技术中的应用,提出了一种新的设计方法,特别关注了波导缝隙阵天线的缝隙互耦、副瓣电平以及天线和馈源的匹配问题。新方法利用现代计算机技术快速计算出考虑缝隙互耦效应的缝隙电导函数,从而实现波导... 研究了波导缝隙阵天线在高功率微波技术中的应用,提出了一种新的设计方法,特别关注了波导缝隙阵天线的缝隙互耦、副瓣电平以及天线和馈源的匹配问题。新方法利用现代计算机技术快速计算出考虑缝隙互耦效应的缝隙电导函数,从而实现波导缝隙阵天线的高效设计,该方法无需复杂运算或外部结构,保证了系统紧凑性,并在设计波导缝隙面阵时表现出更高的有效性。仿真结果表明:新方法设计的天线在匹配度方面表现优异,在中心频率f=2.458 GHz处,所设计的天线的各个端口的反射系数范围为-37.2 dB至-27.7 dB,相比使用Stevenson公式设计相同目标参数的天线的各个端口的反射系数范围为-11 dB至-8.7 dB,使用新方法设计的天线的各个端口的反射系数至少降低了19 dB。此外,新方法设计的天线实现了-30.2 dB的低副瓣电平和332.6 MW的高功率容量。 展开更多
关键词 互耦 匹配 副瓣电平 功率容量 高功率微波
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基于碳纳米管冷阴极的带状注栅控电子枪
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作者 黄博文 王少哲 +6 位作者 陈旭媛 柳建龙 袁学松 吕志方 巩华荣 宫玉彬 段兆云 《微波学报》 北大核心 2025年第1期70-75,共6页
碳纳米管冷阴极具有良好的场致发射特性,在行波管的电子枪中具有潜在的应用前景。文中基于场致发射理论,研究了一支适用于G波段行波管的碳纳米管冷阴极带状注栅控电子枪。该电子枪由阴极、阴影栅、控制栅、聚焦极和阳极组成。阴极发射... 碳纳米管冷阴极具有良好的场致发射特性,在行波管的电子枪中具有潜在的应用前景。文中基于场致发射理论,研究了一支适用于G波段行波管的碳纳米管冷阴极带状注栅控电子枪。该电子枪由阴极、阴影栅、控制栅、聚焦极和阳极组成。阴极发射面为椭圆形,椭圆长半轴长度为0.8 mm,短半轴长度为0.4mm,两个栅极的开孔形状均为方格网状,而聚焦极通道形状为椭圆形,可以将电子注进一步压缩为带状注。文中分析了电子枪中电场分布以及不同阴影栅厚度对电子注的影响。CST模拟结果表明,当阴极电压为-24.6 kV时,电子枪的阴极发射电流为36.9 mA,射程为7.2 mm,注腰处的横向尺寸为0.52 mm×0.15 mm,电子注截面的面积压缩比为12.9,各电极均无电流截获。本研究为碳纳米管冷阴极应用于G波段行波管奠定了理论基础。 展开更多
关键词 碳纳米管 控制栅 带状注 电子枪
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锁相磁控管模块化设计与仿真验证
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作者 秦雨 刘海霞 +6 位作者 殷勇 崔攀 沈大贵 毕亮杰 王彬 李海龙 蒙林 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第4期25-29,共5页
基于互耦锁相方案,设计了多磁控管单元模块,将其构造为轴向输出的模块化单元,以解决径向输出磁控管在大规模阵列应用中因为角向不均匀性带来的影响,并有效提高系统的鲁棒性。磁控管之间通过锁相桥连接,传统方案以单个磁控管模块为基础,... 基于互耦锁相方案,设计了多磁控管单元模块,将其构造为轴向输出的模块化单元,以解决径向输出磁控管在大规模阵列应用中因为角向不均匀性带来的影响,并有效提高系统的鲁棒性。磁控管之间通过锁相桥连接,传统方案以单个磁控管模块为基础,设计方式单一且不灵活。此外,由于径向输出的磁控管角向电场分布不均匀,锁相桥在不同位置增加耦合结构会导致磁控管的特性阻抗变化,并改变锁相桥中能量占系统整体能量的比例,从而影响输出特性和锁相效率。首先设计了多种拓扑结构的磁控管锁相单元并进行了仿真研究,仿真结果表明,电场角向均匀性使得锁相桥开口位置及数量对于锁相性能有明显影响。随后,选取了适合模块化设计的首尾串联型模块进行下一步的研究,在此基础之上设计了四合一功率合成器,此时模块化单元为轴向输出设计。仿真结果表明,四管锁相单元模块的输出功率约为988 kW,约为自由振荡磁控管单管输出功率的四倍,锁相效率达到97%。 展开更多
关键词 锁频锁相 磁控管 拓扑结构 锁相效率 高功率微波
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