真空微电子学在微波和毫米波中的应用前景

真空微电子学是近年来发展的一门新学科，它将会引起微波管技术的重大革新。本文介绍了在冷阴极，微三极管，感应输出放大器，分布放大器等方面的发展情况，相信在近几年内这方面的应用研究会获得突破性进展。     

高压大功率开关电源的PSPICE计算机辅助设计

一种为微波功率模块供电的高压大功率开关电源已经完成设计并小批量生产.以该电源的设计为例，给出了建立开关电源PSPICE模型的实例，讨论了影响开关电源PSPICE仿真精度和速度的因素，总结了解决仿真中出现收敛性问题的具体方法，最后给出了所设计电源输出的PSPICE仿真结果和实验结果.     

600MW压水堆安注箱设计研究

本文用美国核管会热工水力程序TRACE和图形化建模软件SNAP,建立了600 MW两环路压水堆一回路和二回路热工水力系统分析模型,并对安注箱的各设计方案进行大破口失水事故(LBLOCA)模拟计算,通过对比各设计方案在LBLOCA事故下计算出的峰值包壳温度,研究安注箱在大破口失水事故工况下的安注性能,最后给出了优化的设计方案,并提出了可行的设计改进建议。研究结果表明,上腔室和下降段同时注入的方式较冷段注入和下降段注入更有效,且恰当地选取初始安注箱压力,可有效降低峰值包壳温度,提高LOCA裕量。     

从真空微电子学到真空纳电子学

微细加工技术和场发射作为电子源促成了真空微电子学的诞生,许多从事微细加工技术、真空电子技术、微波电子学、材料科学、表面科学、薄膜科学等领域的研究人员也开始了这方面的研究工作,1988年在美国召开了第一届国际真空微电子学会议（IVMC）,随后每年一届在世界各地轮流召开。科学技术的发展非常之快,纳米结构、纳米加工技术、纳米材料等也渗透到这个领域,真空微电子学的研究领域也随之扩展,所以2004年在美国召开的第17届国际真空微电子学会议改名为国际真空纳电子学会议（IVNC）。本文就真空微电子学的发展历史,该领域的技术发展做了综述和分析,对目前真空纳电子学的兴起、研究内容的变化做了分析。     

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。     

微图形定向碳纳米管场发射阵列冷阴极的研究

本文介绍了一种微图形化碳纳米管场发射阵列冷阴极,每个图形的直径仅为1μm,构成一个发射单元。制作工艺如下：首先在硅（100）基片上沉积氮化钛缓冲层,然后采用曝光工艺获得直径为1μm的胶孔阵列,沉积催化剂铁,最后采用直流等离子体增强化学气相沉积（DC-PECVD）生长直立的碳纳米管。并对17500个发射单元的阵列阴极进行了表面形貌表征及场发射特性测试。结果表明,碳纳米管阵列阴极的一致性较好;最低开启电场为1 V/μm;电场为17 V/μm时,测得的电流密度已达到90 mA/cm^2;发射电流为550μA时,在2.5 h内的波动小于5.6%。     

国际热核聚变装置用回旋管的现状及技术分析

回旋管是一种具有重要发展前景的高功率毫米波和太赫兹源.本文简要介绍了回旋振荡管的结构和基本原理,并且评述了国际热核聚变装置中所用110,140和170 GHz回旋振荡管的发展现况和趋势.同时指出了回旋振荡管发展中存在的关键问题并给出了可能解决的技术途径.     

太赫兹交错栅慢波结构高频特性理论研究

基于本征函数法对G波段交错栅慢波结构的高频特性建立了理论模型,考虑空间谐波级数项收敛后,计算得到了色散曲线和耦合阻抗以及损耗参量并采用仿真软件对计算结果进行了验证。对比发现理论模型计算的高频特性与仿真结果吻合较好,色散误差小于0.1%,耦合阻抗误差小于10%,损耗误差小于10%,可信度较高。研究结果表明,该模型对于拥有任意交错距离和上下栅高度的双栅结构具有普适性,在两种极限情况下可分别化为对齐双排矩形栅和矩形波导栅慢波结构。交错栅高频损耗主要发生在注通道区域,槽区底部损耗最小。     

空间行波管用低蒸散M型阴极的蒸发性能与寿命特性

针对空间行波管等真空电子器件使用寿命受限于阴极电子源的问题，制备了低蒸散型覆膜扩散阴极(M型阴极)，对其蒸发性能、发射性能及寿命特性展开研究。采用贝克法测量阴极初始状态及经过不同寿命时长后的蒸发速率，在水冷阳极中进行了阴极发射性能的测试，随后比较了低蒸散M型阴极与常规M型阴极的性能差异。在专用测试系统中，以行波管电子枪漂移管为载体，对阴极的寿命特性进行测试与分析。研究结果表明，在1 050℃_B和1 100℃_B时，低蒸散M型阴极的蒸发速率与常规M型阴极相比分别降低了89.7%和84.8%，同时发射性能满足器件应用要求。寿命实验结果显示，在行波管电子枪短管中，实验阴极在980℃_B～1 140℃_B范围内，直流支取1.2 A/cm²的条件下，稳定工作10 000 h以上。阴极工作温度低于1041.5℃_B时预估寿命即可超过20年。     

Ka波段准TE01模椭圆型准光模式变换器的理论修正与设计

基于圆电模研究了椭圆型准光模式变换器，并提出用于快速设计椭圆结构准光系统的修正公式。利用修正公式设计的准光系统由椭圆型Vlasov辐射器与准抛物面镜组成。计算仿真结果表明，该椭圆体系所辐射的波束具有辐射方向性更好，副瓣增益更低的特性，并且其尺寸相比于传统的圆体系更小。