折叠波导慢波电路的传输特性

研究了新型慢波结构折叠波导慢波电路的传输特性 ,利用等效电路法计算了折叠波导电路的色散特性、耦合阻抗和止带。分析和计算表明 ,该电路很适合用作短厘米波和毫米波大功率行波管的慢波结构。     

折叠波导慢波结构特性的研究

应用电磁场仿真软件对折叠波导慢波结构进行理论分析、结构设计和数值模拟。计算和分析了折叠波导的色散特性和散射参量,根据折叠波导特殊结构采用了整体极靴结构。模拟得出了折叠波导的周期磁场,通过调节磁场大小对电子注进行有效聚焦,并得到了电子束在磁场中的运动轨迹。结果表明,折叠波导是一种很适合用作毫米波大功率行波管的慢波结构。     

耳型折叠波导慢波结构W波段行波管

毫米波行波管具有大功率、宽频带、高增益等特点，广泛用于雷达、高速通信、电子对抗等现代军事装备中。为提高折叠波导耦合阻抗并考虑工程应用性，提出一种耳型折叠波导新型慢波结构。与常规矩形波导相比，工作频带内耦合阻抗提高30%以上，损耗降低10%。研制的耳型折叠波导W波段行波管，在工作电压21.9 kV，电流210 mA，占空比为5%时，10.8 GHz带宽内输出功率大于192 W，峰值功率达278 W，电子效率和增益分别达到6.3%和44.6 dB，行波管工作稳定。     

短毫米波折叠波导慢波结构精密加工技术

介绍了短毫米波折叠波导慢波结构的精密加工技术的进展情况。利用精密电火花加工工艺方法,通过大量的试验实现了短毫米波折叠波导慢波结构的加工,并用于了行波管的研制。     

毫米波及太赫兹行波管的功率提高方法评述

短毫米波及太赫兹行波管具有宽频宽、大功率、高效率等优点,在高分辨成像、高速通信、电子对抗等领域有着广泛的应用前景。分析和评述了国内外研究单位的研制水平,以及作者近年来研发的行波管,频率覆盖E波段、W波段、G波段和Y波段等多个频段。为进一步提升毫米波及太赫兹行波管输出功率,在新型折叠波导慢波结构、相速再同步技术、周期聚焦磁场(PCM)聚焦带状电子注、多注集成等方向开展了分析与实验研究,为器件的性能提升和应用推进提供技术支持。     

0.14 THz大功率回旋行波管前级激励源粒子模拟研究

以折叠波导行波管作为大功率回旋行波管的前级激励信号源,利用电磁仿真软件HFSS和粒子模拟软件(CST粒子工作室),对0.14 THz微电真空折叠波导行波管慢波结构的色散特性、耦合阻抗进行计算分析,然后对折叠波导行波管束波互作用过程进行粒子模拟,最后通过粒子模拟得到该折叠波导行波管的增益、工作电压、电流等工作特性参数。在电压为13.9 kV、电流为16 mA,输入功率为5 mW的条件下,输出功率为5 W,线性增益为30 dB,带宽3.7 GHz,最大输出功率为6.2 W,该结果为0.14 THz大功率回旋行波管实现kW量级的功率输出提供功率足够的前级馈入信号奠定了基础。     

新型宽带大功率毫米波回旋行波管发射机

介绍了大功率毫米波雷达和应用于毫米波段微波管的特点.阐述了回旋管的分类和宽带大功率毫米波回旋行波管的工作原理、超导磁场的实现方法和Marx调制器等毫米波雷达发射机中的关键技术.根据回旋行波管放大器的工作特点,给出宽带大功率毫米波发射机系统方案及关键技术的解决方法.     

毫米波折叠波导行波管的研究

采用等效电路方法和电磁场仿真软件Ansoft HFSS分析了折叠波导行波管的结构参数对其高频特性的影响,并在此基础上确定了Ka波段折叠波导行波管的尺寸.利用三维非线性粒子模拟软件MAGIC3D建立了两段式折叠波导行波管的模型,模拟研究了切断区长度和位置对折叠波导行波管的饱和输出功率及第2段电路单位长度增益的影响.最后设计了一个工作于33～36GHz的两段式折叠波导行波管,其输出功率的波动小于1dB,最大连续波输出功率达670W,对应电子效率高达7.55％.     

折叠波导行波管及微加工技术

随着真空微电子学和微加工技术的发展，微真空电子器件的研究范围日益扩展并逐步扩大了各领域的重要应用。研究表明：毫米波折叠波导行波管已成为国际范围THz器件的研究重点。本文扼要地介绍了美国威斯康星大学对折叠波导行波管的研究情况，包括设计、缩尺实验、采用的制造技术以及某些其他微真空电子器件和微加工制造方法。     

螺旋双脊波导慢波结构的理论计算

本文用理想“螺旋钩”导电模型对螺旋双脊波导的慢波结构参量进行了理论分析计算。从而推导出此慢波导结构的冷、热色散曲线(即有电子注的),藕合阻抗、特性阻抗及衰减常量。计算和冷测实验证明它是毫米波段大功率行波管的理想慢波结构。     

Design of Coupling Structure for MMW Folded Waveguide TWTs

A significant advantage of the folded wave traveling wave tube (TWT) is simple coupling structure. In millimeter wave band, owing to higher frequency, linear double taper can be used as impedance transformer. The design method and calculation results for the folded waveguide TWTs in Kα-band are given.     

Folded waveguide circuit for broadband MM wave TWTs

In millimeter wave band, the folded waveguide circuit exists some advantages such as wide operating frequency band, high mechanism strength, better heat disspation, easy fabrication and lower cost. It is expected that contradictory between broadband and high power in millimeter wave range can be solved by using the folded waveguide circuit. Computational results of dispersion character and coupling impedance of the folded waveguide are given. It is shown that the folded waveguide has wide bandwidth character in millimeter wave band.     

曲折矩形槽波导慢波系统的高频特性

对曲折矩形槽波导新型慢波系统的高频特性进行了研究，通过理论分析和数值计算，得到了它的色散曲线和耦合阻抗，并分析了结构参数变化时对色散特性和耦合阻抗的影响。曲折矩形槽波导结合了曲折波导散热能力强、色散特性好、容易加工和矩形槽波导单模工作、低损耗、大尺寸等优点，因此这种新型的慢波系统有可能在毫米波及亚毫米波段的行波管中具有较好的发展前景。     

0.41 THz折叠波导慢波结构分析与设计

在0.14 THz,0.22 THz和0.34 THz折叠波导行波管研制的基础上,讨论了0.41 THz折叠波导行波管慢波结构设计与加工的可行性,分析研究了折叠波导慢波结构弯曲处直角弯曲与半圈弯曲、方形电子注通道与圆形电子注通道对色散特性、耦合阻抗、带宽、冷损耗和增益的影响。考虑了慢波结构中增加理想衰减器对该行波管带宽和增益的影响,得到了0.41 THz折叠波导行波管慢波结构的初步设计方案,为太赫兹折叠波导行波管的继续发展打下了一定基础。     

Computation of matching characteristics between rectangular coupled cavity and waveguide for millimeter wave TWT's

A rectangular coupled cavity slow wave structure is a new type of circuit for high power millimeter wave TWTs in recent years. Matching characteristics of trasition between rectangular coupled cavity and waveguide are calculated by equivalent circuit method. The results obtained by this method are compared with experiments and it is shown that useful accuracy can be obtained.     

近太赫兹频段线性注真空器件的研究

介绍了太赫兹频段真空电子器件的研究和开发进展,包括慢波结构理论、设计、模拟及优化,微加工和微组装技术,整管技术等。这些器件包括行波管、返波管、斜注管、止带振荡器及行波管谐波放大器等,高频结构以折叠波导慢波结构为主,在太赫兹返波管中则利用叶片加载波导慢波结构。器件技术包括微机电系统(MEMS)技术,微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)金刚石生长、金属化和封接技术等。最后给出W波段、G波段以及340 GHz部件和器件所达到的性能。     

微加工工艺误差对THz折叠波导行波管性能影响

在太赫兹频段,折叠波导慢波结构主要采用微细加工技术完成。讨论了目前折叠波导慢波结构主要的微加工工艺,分析了主要工艺误差包括波导深度、侧壁垂直度对0.41 THz折叠波导慢波结构高频特性的影响。通过分析比较,a值对折叠波导行波管性能影响很大,需要在工艺中精确控制。在侧壁垂直度为89°范围以内,侧壁垂直度的变化对折叠波导行波管性能影响不大。通过仿真分析,确定了工艺中必须控制加工精确度的工艺步骤,这对0.41 THz折叠波导行波管的研制有非常重要的意义。     

Review of the Novel Slow-Wave Structures for High-Power Traveling-Wave Tube

All-metal slow-wave structures are being paid great attention because of their advantages, such as good heat dissipation, high power capacity, wide passband, good wholeness of structure and large size etc. The emphases in this paper concentrate on the present state of study of four types of structures: helical groove, ring-plane, folded waveguide and periodically loaded waveguide, including theoretical analyses and practical applications. The problems and directions for future studies of these types of slow-wave circuits are also discussed. It is pointed out that all-metal slow-wave structures are suitable for applications in millimeter wave vacuum devices, like TWT, BWO, Gyro-TWT, and relativistic devices.     

Estimation of RF Parameters for Millimeter Wave Ring-Bar TWTS

In millimeter wave band, interaction impedance and efficiency of the ring-bar circuit are higher than helix. Ring-bar traveling wave tubes (TWTs) do not easy yield backward wave oscillation at high operating voltages. Thus ring-bar TWTs can reach higher power lever. On basic of computation of dispersion and interaction impedance, a fast estimation models of RF parameters for MMW ring-bar TWTs are given in this paper. It is available in designing tube to reduce developing period.