多通道THz双梳交错型慢波结构

为了产生大功率连续太赫兹波,提出了一种可用于多通道双梳交错型慢波结构(SWS)。通过分析新型 SWS 色散特性和轴向场强分布特性,可知在不改变结构色散特性的情况下,增加结构通道数量可增大电子束电流,且结构在太赫兹频段具有较高电子效率。此外对该 SWS在300 GHz的注波互作用过程进行了粒子模拟,模拟结果显示,SWS 相邻2个通道在相同的工作条件下,输出功率增益均为20 dB,实现了多电子注有效并联的工作状态,从而使器件的输出功率得到提高。     

X波段同轴腔多注速调管的研究

开展了具有同轴谐振腔互作用电路和双模工作杆控电子枪的X波段同轴腔双模多注速调管的研究工作.结合数值计算和冷测实验,对工作于TM₃₁₀高次模的同轴谐振腔模式分布和特性参数进行研究,获得了可满足多注速调管要求的谐振腔特性阻抗和良好的模式稳定性.采用具有双控制极的新型杆控多注电子枪及电子光学系统,可使多注速调管具有双模的新工作特性,通过数值模拟获得了优化的几何参数和具有良好层流性和波动性的空心多电子注.对采用6个电子注和5个谐振腔的X波段多注速调管进行了注波互作用大信号计算,结果表明当电子注电压为21.5kV,脉冲电流为14.4A时,可在30MHz频带范围内获得的100kW左右的脉冲输出功率,互作用效率大于30%,增益大于36dB.     

耦合腔行波管SWS的尺寸变化对冷特性参量的影响

耦合腔行波管(CCTWT)慢波结构(SWS)的冷特性参量包括色散特性、耦合阻抗和分布损耗,是CCTWT研究与设计中的重要参量。本文利用CST微波工作室软件计算了CC TWT的SWS各个尺寸变化对冷特性参量的影响。这些影响不仅对CCTWT的设计有重要意义,而且为进一步研究相速渐变打下基础。     

G波段双注折叠波导行波管的注-波互作用特性

研究了G波段双注折叠波导(FWG)TE20模的基本特性。首先计算了双注FWG TE20模的高频特性,采用等效电路法计算了色散特性;根据定义式计算了耦合阻抗,同时将二者的计算结果与HFSS仿真结果进行对比。结果显示,色散特性随频率升高差距增大,耦合阻抗随频率升高差距降低。利用电磁仿真技术(CST)粒子模拟软件对双注FWG TE20模的注-波互作用情况进行仿真,得到了慢波结构中电子轨迹以及输入输出信号频谱图,结果表明,在工作频率为205 GHz时,四段FWG的增益为34.74 dB。     

模式耦合理论在双电子注、多电子注行波管和返波管中的应用

本文从模式耦合的统一观点出发,研究了双电子注和多电子注行波放大管和返波振荡管的换能作用。文中首先推导出适用于完全分隔和完全混合的双电子注行波管和返波管的模式耦合方程和特性方程,并把Ash的结果延伸到具有分布损耗的情况。文中对全分隔双注返波管起振电流的理论值与实验值所进行的比较是令人满意的。本文还讨论了全分隔双注行波管的增益特性以及电子注间的分隔效应。文中最后研究了多注返波管的起振电流和多注行波管的增益特性,提供了有关的曲线和数据,可以作为实际设计和进一步研究的参考。     

X波段同轴腔多注速调管的研究

开展了具有同轴谐振腔互作用电路和双模工作杆控电子枪的X波段同轴腔双模多注速调管的研究工作．结合数值计算和冷测实验，对工作于TM310高次模的同轴谐振腔模式分布和特性参数进行研究，获得了可满足多注速调管要求的谐振腔特性阻抗和良好的模式稳定性．采用具有双控制极的新型杆控多注电子枪及电子光学系统，可使多注速调管具有双模的新工作特性，通过数值模拟获得了优化的几何参数和具有良好层流性和波动性的空心多电子注．对采用6个电子注和5个谐振腔的X波段多注速调管进行了注波互作用大信号计算，结果表明当电子注电压为21．5kV，脉冲电流为14．4A时，可在30MHz频带范围内获得的100kW左右的脉冲输出功率，互作用效率大于30％，增益大于36dB．     

大面阵CMOS快照模式焦平面读出电路设计分析

针对一款大面阵(640×512元)快照模式制冷型红外焦平面用的读出电路进行了初步分析验证.该读出电路采用改进DI结构,先积分后读出的积分控制模式,像素尺寸为25μm×25μm,芯片已在0.5μm双硅双铝(DPDM)标准CMOS工艺下试制.首先对该电路结构及工作原理进行分析,并对输入级等电路的传输特性进行仿真验证,最后给出探测器阵列与读出电路芯片互连后的测试结果.结果表明该读出电路适用于小像素、大规模的红外焦平面阵列.     

双栅MOSFET扩散岛电阻的考虑

本文采用适用于双栅结构的双向直流传输特性方法分析了又栅MOSFET在考虑扩散岛电阻后的内电压和工作状态,可用于器件特性分析及电路设计中.结果表明在一定电阻值范围内,该方法是简便而有效的.     

电子注通道形貌对折叠波导慢波结构的影响

折叠波导结构是一种极具潜力的太赫兹行波管慢波电路.分析了电子注通道形貌对折叠波导高频特性的影响,包括色散特性、耦合阻抗和衰减特性.仿真结果表明,相比于圆形电子注通道,矩形电子注通道的折叠波导结构色散要略微陡一些,损耗也要略微高一些.在中心频率处,矩形电子注通道结构的耦合阻抗比圆形电子注通道结构低0.5Ω左右.皮尔斯小信号理论表明,在中心频率处,矩形电子注通道结构和圆形电子注通道结构的增益速率分别为4.85 dB/cm和5.22 dB/cm,具有相似的3 dB带宽,约为6.3 GHz和7.2 GHz.粒子模拟表明,对于矩形和圆形电子注通道,54 mm(100个周期)的折叠波导慢波结构在220 GHz增益分别为24.42 dB和28.44 dB.     

一种新型双频双环天线

文中设计了一种可用于GSM900/DCS1800的双频双环形天线.该天线由两个并排的环形天线构成,在天线中加入的断路片和反射杆实现了阻抗匹配和单向辐射特性.实验结果表明,分别在800～1000MHz和1716-2040MH两个频段内,天线获得了良好的输入特性和辐射特性.该天线适用于GSM900/DCS1800手机信号,以及PHS1905MHz信号的传输.     

Nonresonant perturbation measurements on dispersion and interactionimpedance characteristics of helical slow-wave structures

A nonresonant perturbation (NRP) theory is developed from first principles for the measurement of dispersion and interaction impedance characteristics of a helical slow-wave structure (SWS). The phase of the reflected signal from a test helical structure varies when a perturber, also in the form of a helix, is moved along the axis of the test structure. The variation of phase with perturber position is interpreted to find the phase velocity of the structure under test. The interaction impedance of the structure is found by measuring the change in the axial phase-propagation constant of the structure as a dielectric rod is placed along the axis of the structure. Measurements are carried out with the help of an automated setup using an HP 8510 vector network analyzer (VNA) and a PC to collect the phase informations for the various precisely controlled positions of the perturber using a stepper motor, which is also interfaced with the PC. The experimental and theoretical values of the phase velocity and the interaction impedance of a typical “cold” experimental helical structure for a wide-band TWT are found to be close within 0.5% and 5%, respectively, in an octave band of 8-16 GHz     

适用于Ka波段圆形电子注行波管的半圆形卷绕微带线慢波结构

提出了一种基于开槽介质基底的卷绕微带线慢波结构.由于金属曲折微带线印制在介质基底的半圆形槽中,这种卷绕微带线慢波结构非常适合圆形电子注行波管,从而使得采用这种新型慢波结构的行波管可以利用传统的周期永磁磁场进行聚焦.文章对提出的卷绕微带线慢波结构的色散特性,耦合阻抗,传输特性及注-波互作用进行了分析.和传统的平面微带线慢波结构相比,提出的卷绕微带线慢波结构具有更低的相速、更弱的色散和更高的耦合阻抗,从而使得其适合于低电压、宽频带、小型化的毫米波行波管.将同步电压及直流电流分别设置为6 550 V及0.1 A的情况下,基于该卷绕微带线慢波结构的Ka波段行波管在35 GHz处能够输出42.32 W的功率,对应增益为26.26 dB,且均匀聚焦磁场只需0.4 T.     

Ge-ZnSSe Spatial Wavefunction Switched (SWS) FETs to Implement Multibit SRAMs and Novel Quaternary Logic

This paper describes novel multibit static random-access memories (SRAMs) implemented using four-channel spatial wavefunction switched field-effect transistors (SWS FETs) with Ge quantum wells and ZnSSe barriers. A two-bit SRAM cell consists of two back-to-back connected four-channel SWS FETs, where each SWS FET serves as a quaternary inverter. This architecture results in a reduction of the field-effect transistor (FET) count by 75% and data interconnect density by 50%. The designed two-bit SRAM cell is simulated using Berkeley short-channel insulated-gate field-effect transistor equivalent-channel models (for 25-nm FETs). In addition, the binary interface logic and conversion circuitry are designed to integrate the SWS SRAM technology. Our motivation is to stack up multiple bits on a single SRAM cell without multiplying the transistor count. The concept of spatial wavefunction switching (SWS) in the FET structure has been verified experimentally for two- and four-well structures. Quantum simulations exhibiting SWS in four-well Ge SWS FET structures, using the ZnSe/ZnS/ZnMgS/ZnSe gate insulator, are presented. These structures offer higher contrast than Si-SiGe SWS FETs.     

纳米多层膜调制结构的成分分析法表征

纳米多层膜的性能和力学性能的异常效应均与其调制结构有关。采用X射线能量分散谱仪（EDS0成分分析方法对不同调制周期和调制比的W／Mo纳米多层膜进行表征,并与透射电子显微分析（TEM）和X射线衍射分析（XRD）方法进行了比较。结果表明：采用EDS成分分析方法,可以表征纳米多层膜的调制比。EDS方法与XRD分析相结合,可以方便而准确地表征纳米多层膜的调制结构。     

矩形波导加载光栅结构的太赫兹振荡器

本文采用矩形波导加载光栅的慢波结构作为太赫兹返波管的高频结构,通过理论分析和电磁仿真研究了该慢波结构的色散特性和互作用阻抗,理论分析结果和仿真结果能很好地吻合。在理论分析的基础上,设计了一个中心频率为340GHz的返波管,经粒子模拟软件计算,在较低电流密度的情况下该返波管输出功率达100mW且可调带宽约30GHz。     

Simulated turn-off of 4H-SiC gate turn-off thyristors with gateelectrodes on the p-base or the n-base

Turn-off simulations of a 4H-SiC GTO thyristor structure having a gated p-base and p-type substrate are compared with that having a gated n-base and n-type substrate. Two gate drive circuits are considered, one with a voltage source and resistor between the gate and adjacent emitter region, and the other with a voltage source and resistor between the gate and farthest emitter region. The gated n-base thyristor's substrate current increases atypically before the device turns off. Also, the gated n-base structure turns off when the gate circuit is connected directly to the emitter region furthest from the gate region, but the gated p-base structure does not. Furthermore, turn-off gain is lower for the gated n-base structure due to mobility differences as demonstrated by current-voltage (I-V) and current versus time (I-t) curves     

0.22 THz折叠波导行波管设计

在一支0.22 THz折叠波导行波管样管的模拟设计和实验研究基础上,对该样管进行了优化设计。对慢波损耗特性、慢波结构的尺寸冗余度进行了研究,对结构加工进行了进一步的考虑,对样管的实验研究进行了详细讨论并论述了新慢波结构的设计。采用HFSS软件结合大信号理论计算进行模拟,结果表明,折叠波导行波管的输出功率不低于100 mW,带宽不低于5 GHz。     

Cu掺杂ZnO纳米结构的室温铁磁性研究

采用柠檬酸盐法合成了一系列Zn1-xCuxO(x=0.01,0.02,0.03,0.04)纳米粒子,XRD结果表明Zn1-xCuxO样品为单一的ZnO纤锌矿结构. 磁性测试结果表明Zn1-xCuxO(x=0.01,0.02,0.03,0.04)在室温下表现为铁磁性. XRD, TEM与XPS的测试结果表明,样品中没有具有铁磁性的第二相出现. 经分析Zn1-xCuxO(x=0.01,0.02,0.03,0.04)的铁磁性是Cu掺杂ZnO纳米结构的本质特征.     

基于隐聚类和狄利特雷过程的大规模MIMO-OFDM接收机设计

本文首先讨论了大规模MIMO-OFDM（Multiple-Input Multiple-Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing）系统信道的空间相关性,提出了一种基于隐聚类假设的信道建模方法,利用概率参数模拟不同的传播环境.然后,将机器学习领域的狄利特雷过程（Dirichlet Process,DP）引入到稀疏贝叶斯学习（Sparse Bayesian Learning,SBL）模型中,建立了DP-SBL结构,在信道估计的同时挖掘并利用大规模MIMO系统所特有的隐聚类特征.接着,将DP-SBL结构应用于大规模MIMO-OFDM系统中,在因子图上利用消息传递算法推导了一种基于隐聚类和狄利特雷过程的接收机算法.最后,将本文提出的接收机算法和现有算法进行对比分析.结果表明,本文提出的接收机算法充分利用了大规模MIMO-OFDM系统特有的空间相关性,能够以较低的计算复杂度获得较强的鲁棒性和显著的性能增益.     

0.85THz可调谐式折叠波导再生反馈真空电子学振荡器的理论及实验研究

本文提出了一种适用于850 GHz太赫兹波成像系统的可调谐再生反馈振荡器。使用UV-LIGA微加工工艺制作慢波结构,可满足折叠波导在太赫兹频段的尺寸需求。使用CST微波工作室对折叠波导色散特性进行设计,同时针对于行波管和再生反馈振荡器中折叠波导的结构,阐明了影响频率调谐的因素。此外,对带衰减的反馈回路进行仿真模拟,并使用三维粒子模拟验证了整体设计。改变电子注电压可实现振荡频率可调,振荡从单频状态逐渐变为多频状态,整体输出功率均大于200 mW。