小型化八边形基片集成波导背腔缝隙天线

提出一款新颖的W波段八边形基片集成波导(SIW)背腔缝隙天线。相较传统的缝隙天线，具有体积小、易加工、Q值高、成本低等优点，且易于成阵。通过调节天线背腔缝隙的长度、宽度，以及SIW腔体的尺寸优化天线的辐射特性，通过电磁仿真软件HFSS对模型进行仿真优化，确定了天线的最优结构。仿真实验结果表明，所设计的天线相对带宽约4.5%，方向性优良，中心频率点谐振深度<-31 dB，天线最大增益达到5 dBi，满足设计要求，验证了设计的正确性。所设计的SIW背腔缝隙天线拓宽了数字通信的可用频谱，是一种新的尝试，可为以后的研究提供新的参考思路。     

基于双模谐振器的W波段波导带通滤波器

带通滤波器为现代毫米波系统中进行频率选择的重要器件,而波导滤波器因其低损耗、大功率容量、易加工等优点成为首选。为满足系统的小型化要求,设计了一种基于双模谐振器且具有准椭圆函数响应的W波段波导带通滤波器。该波导带通滤波器结构简单紧凑,由两个双模方形脊谐振腔组成,可获得2 个传输零点及四阶准椭圆函数响应。滤波器样品选取紫铜材质,采用CNC 技术加工制作。经矢量网络分析仪测试,该滤波器通带内插损低,达0.5 dB,3 dB 波束带宽为4.35 %(92.2 ~96.3 GHz),回波损耗优于20 dB,通带外存在两个非对称零点。在全W波段的测试结果与仿真数据高度吻合。     

W 波段宽带高灵敏度功率检波器

在对肖特基二极管等效电路模型精确建模的基础上,设计并制作了W 波段宽带高灵敏度功率检波器。根据GaAs 低势垒肖特基二极管的物理结构,建立了二极管等效电路模型,并通过对W 波段检波器试验模块的研制和测试提取了准确的电路模型参数。最后,针对宽带工作要求,根据二极管等效电路模型,优化了射频阻抗匹配网络,使检波器工作频率能够覆盖78～98 GHz。测试结果表明,当输入功率为-30 dBm 时,82 GHz 处检波灵敏度达到了7000 mV/ mW,78～98 GHz 范围内检波灵敏度高于1500 mV/ mW,实测正切灵敏度优于-36 dBm。实测和仿真结果一致,验证了二极管等效电路模型的准确性。     

Numerical design of a 100 W, 38 dB gain,W-band multi-section serpentine waveguide vacuum electronic TWT

The serpentine waveguide circuit is a robust beam-wave interaction circuit for W-band TWTs. Here presented the electromagnetic properties and design methodology for W-band multi-section SWG traveling wave tube. Cold-test (in absence of electron beam) numerical design performed theoretically and further optimized/validated with standard simulation code to predict the dispersion, interaction impedance, ohmic-loss and small-signal gain. Numerical simulation for the quarter wave transformer couplers with SWG circuit geometry shown the return-loss less than −20 dB for the 5% frequency band. Later, in systematic manner, hot-test (in presence of electron beam) numerical design performed for multi-section TWT by using standard particle-in-cell 3-D simulation code. The three section, 60 periods SWG TWT predicted peak radiation power 130 W at target frequency 94 GHz, 39.5 dB saturated gain, 5.3% instantaneous 3-dB frequency bandwidth, and 6.5% electronic efficiency.     

W波段六端口反射计的设计,校正与误差分析

介绍了W波段六端口反射计的结构、设计、校正及误差分析.用广义谐振腔的概念优化设计了波导结;对检波器采用多种匹配措施;用比对法校正了该反射计;介绍了一种用最小二乘法测双口网络参数的方法,它具有测试方便,计算简单,精度高的优点;最后对精度作了分析.     

W波段连续波带状注扩展互作用速调管高频电路的设计

针对W波段速调管难以实现连续波高功率的问题,设计了一个工作在TM₃₁-2π模式的W波段连续波带状注扩展相互作用速调管（EIK）高频电路,该电路采用电压20 kV、电流0.65 A,2.5 mm×0.3 mm的带状电子注,高频系统采用五个哑铃型的五间隙谐振腔,输出系统采用对称输出波导。通过理论设计和高频结构参数优化,三维PIC仿真结果显示：在输入功率0.2 W的条件下,能够获得超过1200 W的输出功率,效率和增益分别为9.35%和37.8 dB。在高频参数敏感性和误差稳定性方面,对TM₃₁模式和TM₁₁模式进行了详细的对比分析。     

基于相控电磁表面的W波段雷达系统研究

该文将介绍一种W波段相控电磁表面雷达系统。这种工作在92～96 GHz的相控电磁表面天线,仅利用普通的印刷电路板(PCB)加工工艺及加工精度要求,通过合理的单元设计,可以控制掺杂本征材料的二极管(PIN)实现电流翻转,能轻便地、低成本地在W波段保证稳定的180°调相效果。进一步通过输入合适的空间编码,相控电磁表面天线可以形成具有不同指向的波束。这种具有空间波束扫描能力的透射型相控电磁表面天线,用作雷达系统的接收天线。该文提出的W波段相控电磁表面雷达系统及其加工和测试结果,为后续研究精确制导、目标识别、成像等应用提供了基础。      

基于偏振复用的W波段RoF-WDM-PON系统

为了节省光纤资源和满足5G大带宽的需求,提出 了一种基于偏振复用(Polarization Division Multiplexing,PDM)技术的W波段OFDM-Ro F无线接入与DPSK-WDM-PON有线接入混 合的全双工系统,其中,W波段(75－110 GHz)与V波段相比,具有 可用带宽大,方向性更精 确和大气衰减小的特点。在该系统中,采用光载波抑制双边带(OCS)调制技术抑制光载波 生成80 GHz的毫米波信号;并使用反射式半导体放大器(RSOA)对下 行光载波进行重利用, 进而完成对上行信号的传输。为了验证该系统的性能,在光仿真软件上搭建了RoF-WDM-PO N系统并进行了仿真分析,系统分别经光纤传输0km、10 km和20 km后的结果表明,系统性能良 好,不仅成功实现了80 GHz OFDM无线信号和DPSK有线信号的同时传 输,还实现了双向通信。     

W波段带状注耦合腔慢波结构行波管的设计与冷测

对W波段三槽梯形线耦合腔慢波结构(包括大功率输入输出耦合器和射频窗)的加工和冷测进行了研究。此慢波结构由一个矩形波导耦合器馈电,该耦合器由放置在输入腔短边上的三阶阶梯变换矩形波导组成。首先,利用仿真方法研究了慢波结构的色散、互作用阻抗、传输特性和注-波互作用。结果表明,采用三槽梯形线耦合腔慢波结构的行波管能够在91~96 GHz的频率范围内提供大于1000 W的饱和输出功率,并且在94 GHz频点,饱和输出功率最大,可以达到1125 W。其次,采用高精度数控铣床加工出三槽梯形线慢波结构,并将其固定在非磁性不锈钢外壳中。文中给出了带有耦合器和射频窗的三槽梯形线慢波系统的测试结果,表明在90 GHz到100 GHz的频率范围内,S11<-10 dB。因此,三槽梯形线慢波结构在W波段大功率行波管方面具有应用前景。     

一种新型宽带环形电桥耦合器设计

传统四端口环形电桥耦合器的带宽只有10%到20%。为了获得更大的带宽,本文提出了一种改进型环形电桥耦 合器。通过额外增加一个隔离臂,新设计可以工作在整个W波段。在此基础上,本文在输入臂上加入了一个切角来改善 输出信号的隔离度。仿真研究结果表明,在75GHz 到110GHz,两输出信号的幅度不平衡度小于0.07dB,相位不平衡度小 于0.37 度。相比于未作切角处理的五端口环形电桥,新设计输出端口的隔离度在全频段内大于15.07dB。改进型耦合器 可以应用于W波段平衡调制器以及其他需要高输出隔离度的W波段功率分配系统。