回旋行波管收集极初始条件的研究

为了确定回旋行波管收集极入口的初始条件,利用CST2009模拟回旋行波管静态电子的运动轨迹,以3D模型,更直观、形象的显示出电子在回旋行波管中的运动轨迹。模拟计算表明,在电子注电压为70kV,电子注电流为10．4A,工作磁场为l.5T时,回旋行波管的电子注发射出的电子最终降落在收集极的530～700mm处。模拟结果为回旋行波管的设计和收集极的热分析提供了有效的依据。     

Ka波段二次谐波回旋行波管放大器的研究

二次谐波回旋行波管放大器的互作用磁场比基波回旋行波管放大器的磁场降低了一半,从而降低了设计难度,具有广阔的应用前景。通过对周期介质加载结构的Ka波段二次谐波回旋行波管电子枪、高频结构、模式竞争以及注波互作用研究,确定了Ka波段TE02模二次谐波回旋行波放大器的基本工作参数,通过PIC模拟计算,在电子注电压为90 kV,注电流为25 A时,获得了大于200 kW的输出功率,超过40 dB的增益。     

高功率毫米波回旋器件实验研究

介质加载是解决回旋行波管振荡一个较好的方法,本文利用这种结构在Ka波段回旋行波管的实验中利用这种结构在工作模式TE01,加速电压66 kV,电子注电流13A得到了293 kW的峰值输出功率,最大增益56 dB,效率34.2％,3 dB带宽2.1 GHz的结果;介绍了W波段回旋行波管、回旋振荡管、Q波段回旋行波管的实验情况.     

Ka波段二次谐波回旋速调管放大器的PIC模拟

该文根据谐波回旋速调管放大器的注.波互作用特点,分析了放大器稳定工作的条件:对Ka波段二次谐波三腔回旋速调管放大器的注-波互作用进行了模拟计算,对放大器的注.波互作用电路参数进行了优化设计。模拟计算结果表明,在电子注电压为70kV,电子注电流15A,工作磁场为0.685T时,在35GHz频率放大器可以获得超过250kW的输出功率,大于21dB的增益,23%的效率和约为120MHz的带宽。计算结果为实际工程设计提供了有益的参考。     

具有高稳定性的超高增益回旋行波管放大器

该文结合线性理论和自洽非线性理论对Ka波段TE11模超高增益回旋行波管放大器的稳定性进行了研究。 研究揭示了回旋行波管中前向波绝对不稳定性和返向波振荡之间的区别,以及分布损耗技术对这两种自激振荡的抑制作用,并首次提出通过渐变磁场技术来提高系统的稳定性。基于该分析方法设计的Ka波段超高增益回旋行波管,采用电压100 kV,电流7 A,速度零散5％的电子注,获得了-1 dB的饱和功率带宽约5 GHz,最高增益约80 dB。     

周期介质加载大轨道回旋行波管研究

通过耦合系数、模式竞争和起振条件分析谐波状态下采用大回旋电子注周期性介质加载结构的注波互作用特点,并通过理论分析和PIC粒子模拟,优化设计出一支Ka波段大回旋电子注回旋行波管。该回旋行波管处于二次谐波工作状态,互作用结构采用周期性介质加载结构,结构简单,工艺成熟。仿真结果表明,在电子注为75 kV、电流为9 A、磁场强度仅为0.51 T的工作条件下,所设计的回旋行波管最大输出功率达到了156 kW,3 dB带宽为4.4 GHz,最大增益为47.18 dB,磁场用常规电磁线圈磁体产生即可达到要求。     

W波段回旋行波管放大器速度零散的分析

通过包含速度零散影响的回旋行波管放大器的非线性理论模型,以W波段两段结构回旋行波管放大器为例,详细分析了速度零散对放大器电子注—波互作用的影响.模拟结果表明,通过合理地调整互作用长度,减小电子横纵速度比、调节工作磁场等方法可以有效地减小速度零散的影响,对回旋行波管放大器的优化设计提供了理论依据.     

多注太赫兹折叠波导行波管的设计与模拟

为解决太赫兹(THz)行波管工作电流过小、输出功率低等问题,提出了基模多注工作模式的折叠波导行波管(TWT)。首先,获得了基模多注折叠波导色散特性;然后,对基模多注折叠波导的传输特性进行了模拟计算;最后,完成了0.14 THz基模多注折叠波导行波管的注波互作用特性分析。电子注参数为12 m A,15.75 k V时,获得的3 d B带宽为25 GHz(128 GHz~153 GHz),最大增益为33.61 d B,最大峰值功率为23 W;电子注参数为30 m A,15.75 k V时,在0.14 THz处获得了38 d B增益,最大脉冲输出功率为63.1 W。该方法能够有效增大THz行波管的工作电流,提高互作用增益及效率、3 d B带宽、输出功率;在增益相同时,基模多注行波管可以做得更短、更紧凑。     

W 波段回旋行波管高频结构设计和仿真*

对W 波段回旋行波管的高频结构的设计参数进行了分析计算与软件仿真,通过色散关系确定了磁场 取值,通过对返波振荡的分析确定了高频结构———周期衰减材料加载,通过对绝对不稳定性振荡的分析确定了工作 电流和横纵速度比的取值范围,最终得到了W 波段回旋行波管的工作参数。采用粒子模拟软件进行模拟计算,可以 得到155kW 的峰值功率输出和5.5GHz 的带宽,并给出了输出功率与回旋行波管各工作参数之间的关系曲线,进一 步证明了对返波振荡和绝对不稳定性振荡的分析与参数选取的合理性。实际加工的回旋行波管在测试中峰值功率 大于100kW,增益大于40dB,效率大于12%,3dB 带宽为4.1GHz。     

EHF频段回旋行波管放大器的模拟研究

相对于UHF和SHF频段,EHF频段在抗干扰、低的截获率和在高空核爆炸情况下,地球至卫星上行链路具有最小中断时间等方面所显示出的优势,备受各国关注。通过对回旋行波管中的寄生振荡、工作磁场等问题的研究和PIC粒子模拟,讨论速度比a和工作磁场B对输出功率和增益的影响。PIC粒子模拟表明,在电子注电压为70kV、电流13．5A、工作磁场为1．61T时,EHF波段基波回旋行波放大器得到370kW的输出功率、52dB的增益和39．5％的效率。     

Ka波段三段损耗波导结构二次谐波回旋行波放大器的模拟与设计

研究了一种具有多段损耗波导结构的8ram二次谐波回旋行波放大器.通过稳定性分析,确定了放大器的工 作参数,并对其注.波互作用过程进行了详细的分析和讨论,完成了工作在35GHzTE02模二次谐波三段损耗波导结构回旋行波放大器的优化设计.非线性模拟结果表明,该互作用结构能有效地抑制寄生模式,在速度零散为3%的情况下,其峰值功率为125kW、增益为39dB、3dB带宽为4.3%.     

半导体行波光放大器

光通信的发展促进了光放大器的研究,半导体行波光放大器目前看来是最有前途的光放大器,因为它结构简便,需要外加的功率小,频带十分宽。本文首先讨论在半导体光放大器两端的防反射膜问题;其次讨论放大器的性能,如增益性能饱和、噪声、增益受偏振的影响;接着讨论放大器在使用中的问题:作为光接收机的前置放大器、级联使用问题和作为光纤通信系统中的中继器问题;最后,文中提出光放大器目前的改进方向及远景研究问题。     

一种新研制的W频段固态GaN功率放大器毫米波源

介绍了一种新研制的W频段固态GaN功率放大器毫米波源,给出了系统组成与工作原理,提供了其主要部件W频段固态Gunn驱动源、W频段波导-微带转换器、主放大器芯片基本性能及实验测试结果。该固态毫米波源工作频率94 GHz,输出连续波功率大于300 mW,线性增益10 dB,附加效率(PAE)大于16%。在W频段固态毫米波源研制过程中,其单片微波集成电路(MMIC)功率放大器半导体材料选择经历了GaAs、InP到GaN演变,结果清楚表明, W频段毫米波源的GaN MMlC功率放大器输出功率、增益、效率、高温性能要优于其他固态MMIC功率放大器性能。 W频段大功率固态GaN MMlC技术将在毫米波领域带来新的技术革命和应用。     

大功率宽带G波段行波谐波放大器研究

针对大功率太赫兹功率源的应用需求,设计了一种G波段行波谐波放大器。该放大器件利用行波管非线性过程产生的谐波电流,通过级联谐波段高频系统实现基波信号的谐波放大,获得大功率宽带太赫兹波功率输出。本文利用CST和MTSS软件完成了G波段行波谐波放大器优化设计,并通过三维PIC进行互作用精确仿真分析,研究结果表明,该放大器能够在G波段10 GHz带宽内获得大于2 W的输出功率,为后续实际器件研制奠定了技术基础。     

读卡器末级功率放大器的设计与实现

在研究了平衡功率放大器的电路结构和工作原理基础上,设计了一个工作中心频率为915MHz,输出功率为32dBm应用于读卡器系统的末级功率放大器。为了在工作频段内实现平坦的功率增益和获得良好的输入、输出驻波比,本文采用了平衡放大技术来设计该功率放大器。仿真优化和实际测试结果表明,在整个工作频段内放大器的增益平坦度小于±0.5dB,输入、输出驻波比小于1.5,完全满足设计指标要求。因此这种运用平衡放大技术设计的放大器可以很好地应用在读卡器系统中,从而提高读卡器的读卡性能。     

毫米波双工器的精确优化设计

把改进遗传算法用于高性能毫米波双工器的优化设计,双工器采用Ｈ－面Ｔ－型结构和Ｅ－面膜片波导滤波器,用该方法设计了３只不同频段的双工器,并设计加工了１只毫米波波段的双工器,设计结果和实验数据吻合较好,证明了这种算法的精确性和有效性。     

短波高线性前馈放大器的设计

提出了一种采用前馈线性化技术的短波放大器设计方法,介绍了前馈线性化技术的基本原理,研究了该方法在放大器设计中的应用,探讨了在工程实现中存在的问题及解决办法,使用仿真软件ADS构建电路模型,对放大器进行了仿真及优化设计,制作了一个短波高线性前馈放大器样件,对样件进行了指标测试并与主放大器进行对比,详细分析了测试结果,验证了这种方法的可行性.     

正弦波导慢波结构的研究

提出了一种新型的可用于产生、放大毫米波和太赫兹波的正弦波导慢波结构。该结构有天然的带状电子注通道,具有低欧姆损耗和弱反射,且易于加工等独特性质。计算了慢波结构的高频特性,粒子模拟分析了该慢波结构在220GHz行波管及220GHz返波管中的应用潜力。研究结果显示,正弦波导将是一种很有潜力的可应用于大功率毫米波及太赫兹辐射源的慢波结构。     

毫米波辐射计反空中涂层隐身飞机的分析

利用毫米波辐射计反空中涂层隐身飞机的基本机理和美国标准大气模型（１９７６）及Ｌｉｅｂｅ毫米波传输模型（１９８５）模拟计算了大气和地面等背景引入了天线品杨温度和辐射计天线温度的信杂比。