抑制径向速调管高次杂模振荡的方法

速调管中高次模振荡会严重影响工作模式的束波互作用,降低速调管的效率,因此,抑制杂模在径向相对论速调管的设计中非常重要。文中针对刻槽谐振腔的场分布,提出了利用磁耦合环降低非工作模式Q值的方法抑制杂模振荡,并利用时域仿真软件进行模拟验证。     

四腔强流相对论速调管中高次模振荡的抑制

描述了在四腔强流相对论速调管模拟设计过程中出现的由于腔间耦合产生的高次模振荡现象。分析了这种振荡产生的原因．并从整管结果上探索了抑制这种高次模振荡的方法。利用MAGIC模拟软件,通过研究谐振腔Q值、漂移管长度、以及束波互作用程度等参数的变化对腔间耦合的影响,在极小程度降低输出微波功率的情况,有效抑制了腔间耦合。最终在功率10kW、频率2．88GHz的注入微波激励下,获得了功率3．7GW、效率22％、增益56dB且频谱纯的输出微波,有效抑制了高次模振荡。     

C波段大功率多注速调管高频特性研究

在速调管的制管过程中,加大谐振腔尺寸及调整漂移管间距两种手段都能将原高端谐振腔工作频率调整到低端工作频率,但不同的调整方法对腔体特性阻抗的影响不同.本文通过对C波段大功率多组多注速调管的研制,分析对比了这两种方法对腔体特性阻抗及输出特性的影响.同时,对一定的工艺手段抑制测试振荡的方法进行了探讨.     

一种回旋管新型复合开放式谐振腔的性能分析

为了有效利用谐振腔的高次模式,使之在毫米波回旋管等器件中发挥重要作用,该文使用一种新型复合开放式谐振腔结构。通过合理设置内腔壁和耦合孔尺寸,提高了腔中谐振模式的选择性。利用Ansoft HFSS高频分析设计软件,对这种腔中模式的谐振进行了数值模拟计算。结果表明这种新复合式谐振腔结构能够有效抑制竞争模式。     

大功率速调管中寄生振荡问题的实验研究

本文详细地描述了在S波段20MW大功率速调管和S波段1.5MW宽频带速调管中观察到的两种不同类型的振荡现象。实验和理论分析表明,一种类型的振荡足电子枪区的二极管振荡,另一种类型的振荡是由速调管谐振腔的高次模TM011引起的模型单腔振荡。为研制工作稳定可靠的高峰值和高平均功率速调管提供了有价值的理论和实验依据。     

三角晶格金属柱PBG谐振腔的设计

随着回旋管向高频发展,高次谐波互作用研究成为重要方向。当普通回旋管工作在高次谐波时,效率很低,尤其是模式竞争问题很难解决。因此,必须改进结构,才能有效地实现高次谐波互作用。而光子晶体结构恰恰能对非工作模式实现有效的抑制。介绍了一种新的光子晶体谐振腔设计方法并成功设计出一个工作于高次模式下单模传输（TM01）的三角晶格金属柱PBG谐振腔。进一步改进后得到了一个工作在Ka波段的光子晶体谐振腔。该结构能应用于目前项目研究,具有工程价值。     

微波稳频

在微波精密测量和顺磁共振波谱仪中,通常要求有频率稳定的微波振荡源.一般都采用电子电路把反射速调管所产生的振荡频率自动稳定在高Q微波谐振腔的器谐振频率上.由于微波谐振腔的谐振频率可以连续进行微调,故稳定后的速调管的振荡频率也可在速调管电子调谐范围内连续微调.在很多实验工作中,采用这种稳频系统是比较方便的.     

多注速调管TM310 模光子晶体谐振腔研究

研究了适用于多注速调管的TM₃₁₀ 模光子晶体谐振腔,发现在此类谐振腔的缺陷中心放置单层光子晶体结构能抑制与主模临近的杂模。进一步研究发现,为了易于工程实现,在不采用光子晶体谐振腔的前提下,在谐振腔中放置单层光子晶体结构,亦能抑制与主模临近的杂模,并能增大主模与非工作模式的频率间隔。利用HFSS 软件对X 波段此类谐振腔进行了模拟计算,验证了该方法的有效性。     

W 波段回旋管谐振腔特性参数测量方法的研究*

W 波段回旋振荡管是一种重要的高功率毫米波源,它通常采用圆柱开放式谐振腔作为其高频结构。 谐振腔所具有的特性参数,如谐振频率和品质因数影响了整管的性能。在W 波段,特性参数对于尺寸的变化特别敏 感,因此,有必要对加工好的开放式谐振腔的特性参数进行测量。利用直接耦合法实现了对5 组开放式谐振腔谐振 频率和品质因数的无损检测,实验结果验证了该方法的可行性与有效性。同时,分析了加工误差对谐振腔性能造成 的影响,结果表明,当开放式谐振腔渐变角度的加工误差达到7%以上时,谐振频率将偏移0.2GHz。     

TM220高次模多注速调管矩形谐振腔

运用Isfield3D三维电磁场计算软件对C波段TM220高次模多注速调管矩形谐振腔模型进行计算机模拟，得出TM220工作模式的频率、特性阻抗和场分布图。并对该模型进行了冷测试验，测试结果与计算相符。提出了一种抑制杂模方法，计算机模拟和冷测试验均验证了该方法的有效性。该模型的研究为进一步研制工作于TM220高次模多注速调管的高频系统提供了理论和实验依据。     

A Kind of Magnetron Cavity used in Rubidium Atomic Frequency Standards Yang Shiyu(杨世宇), Cui Jingzhong(崔敬忠), Tu Jianhui(涂建辉), Liang Yaoting(梁耀廷)

研究了一种应用于铷原子频标的磁控管腔,其中包括磁控管腔的主要特征和参数计算,测试结果与计算理论吻合较好,所设计的磁控管腔能够满足铷原子频标的设计要求。     

A kind of magnetron cavity used in rubidium atomic frequency standards

Research on the magnetron cavity used in the rubidium atomic frequency standards is developed, through which the main characteristic parameters of the magnetron cavity are studied,mainly including the resonant frequency,quality factor and oscillation mode.The resonant frequency and quality factor of the magnetron cavity were calculated,and the test results of the resonant frequency agreed well with the calculation theory.The test results also show that the resonant frequency of the magnetron cavity can be attenuated to 6.835 GHz,which is the resonant frequency of the rubidium atoms,and the Q-factor can be attenuated to 500-1000.The oscillation mode is a typical TE₀₁₁ mode and is the correct mode needed for the rubidium atomic frequency standard.Therefore these derivative magnetron cavities meet the requirements of the rubidium atomic frequency standards well.     

相对带宽大于8%的C波段宽带多注速调管

本文介绍中国科学院电子学研究所研制成功的相对带宽8%的C波段宽带多注速调管。C波段宽带多注速调管KC4137和KC4148在100 kW和160 kW功率电平上,获得了相对带宽8.1%和8.5%,相应的最低效率为29%和32.5%,平均功率为5 kW和8 kW。论文分析了由双间隙输出腔引起的杂谱（寄生输出）,讨论了抑制杂谱的方法。     

半导体中的谷间电子转移和体振荡

从GaAs/AlAs量子阱的量子限制、能带混合和隧穿共振中发现了新的异质谷间转移电子效应。用它制成了定位精度高的高效谷间电子布居控制极。把这种控制极设置于耿氏有源层的阴极端,消除了器件中的死区,抑制了强场畴,产生高效的电场弛豫振荡模。通过长有源层样品的模拟设计,发现了新的触发多电子束弛豫振荡模,实现了体振荡。模拟设计得出在20～25GHz频段能获得50W以上的脉冲振荡输出,效率大于40%。     

S 波段连续波速调管宽带输出电路的设计与测试

本文开展了一种用于通信系统的4.6%带宽的S 波段连续波宽带速调管KS4158 的研制工作,重点研究了该速调管的宽带输出电路,详细介绍了宽带输出电路的两种设计方案：滤波器加载重叠模双间隙耦合腔宽带输出电路和三节滤波器加载宽带输出电路。文中还介绍了基于矢量网络分析仪的宽带输出电路的扫频测量法,给出了这两种宽带输出电路的测试结果。最后,给出了分别采用上述两种宽带输出电路方案的两只速调管的测试结果,并对这两种方案进行了分析和比较,其中采用三节滤波器加载宽带输出电路方案的样管的连续波输出功率大于17kW,瞬时带宽大于4.6%。     

用于铷原子频标的磁控管腔研究

研究了一种应用于铷原子频标的磁控管腔，对用于磁控管腔的主要特征和参数计算进行了研究，主要包括磁控管腔的谐振频率、Q值、微波场模式。研究结果表明磁控管腔的谐振频率可以调谐至6.835GHz，Q值都能够调至600～1000之间，其微波场谐振模式是典型的TE011模式，频率温度系数较小（32.5KHz/℃－35.0 KHz/℃），所设计的磁控管腔能够满足铷原子钟物理部分的设计要求。     

S波段2.5MW宽频带大功率速调管的研制

本文讨论了大功率、高增益、宽频带大功率速调管的设计和制造,还采用小信号增益和大信号效率计算程序,对宽频带速调管的群聚段进行了设计。当小信号增益大于50dB时,7腔速调管的群聚频宽宽于10％,8腔速调管的群聚频宽可达1015％ 给出了两类宽频带输出电路,即滤波器型输出电路和重叠模双间隙腔输出电路的设计方法和测试结果,结果表明:前一种输出电路的频宽可达7.510％,后一种输出电路的频宽可达1015％。 研制了两种类型速调管,采用滤波器型输出段的速调管的性能达到:1dB等激励频宽为7.5％,效率为38％,饱和增益大于43dB,输出功率大于2.5MW。采用双间隙腔输出段的速调管的1dB等激励频宽迟10％,工作稳定。