Ka波段空间行波管双阳极电子枪设计与优化

利用EGUN软件设计了一把导流系数为0.07μP的Ka波段空间行波管双阳极电子枪。该枪为皮尔斯型电子枪,双阳极分别为控制阳极(2.58 kV)和离子拒止阳极(9 kV)。该设计应用综合迭代法的计算结果进行初步设计,通过调整设计第一阳极,建立考虑导流系数、注腰半径和层流性的电子注性能优化目标函数,应用量子粒子群算法结合MATLAB与EGUN软件对电子枪阳极头位置进行了优化,优化结果满足了空间行波管对电子注的注腰半径和层流性的设计要求。     

束-离子通道系统的电磁慢波特性

 利用荷流体线性微扰理论分析了无外加磁场时相对论电子束在离子通道中的三维扰动效应,导出了系统的等效介电率张量.对电磁波沿轴向传播的情况进行了详细研究和数值模拟计算,得到了系统的色散关系.结果表明,此系统存在电磁慢波的传输特性.电磁波与电子的Betatron振荡相互耦合,可能是该系统出现电磁辐射的物理原因.研究结果也旁证了:由此系统电磁不稳定性所带来的电磁辐射,在一定条件下可能是切连科夫辐射.     

毫米波行波管返波振荡的仿真研究

该文利用HFSS仿真了工作在Ka波段的螺旋线、反绕双螺旋线及耦合腔等慢波系统,通过傅里叶分析得到空间谐波,进而分析和比较了上述慢波系统的返波振荡特性.结果表明:螺旋线慢波系统中出现明显的角向谐波次数和轴向谐波次数不相等的窄问谐波分量,在π模附近,有产生返波振荡的危险:而反绕双螺旋线通过提高基波耦合阻抗及可工作的归一化频率来提高了抑制返波振荡的能力;为了避免返波振荡,耦合腔工作频带的选择应尽可能远离单腔相移为π,2π的频点.     

测量行波管电子注的减速电场能量分析器的研究

为测量行波管电子注的能量分布,本文设计和验证了一个减速电场能量分析器(retarding field energy analyzer,RFEA).该能量分析器由一个连接负偏压的减速环、一个电子注采样方孔和一个电荷收集极构成,通过调节减速环的负偏压,选择相应能量的电子,就得到电子注的能量分布.计算机仿真结果表明该分析器对于低能量(几千电子伏到10 keV)的电子注具有良好的分辨率.实验测量了一个导流系数为0.45 μP的宽带行波管电子枪发射的电子注的能量分布,实验数据与仿真模拟结果具有较好的一致性.     

非轴对称磁场对多级降压收集极性能的影响

收集效率和回流率是体现多级降压收集极性能的两个重要指标,本文尝试在收集极表面加上一定弧度的磁钢贴片,以此在收集极内引入非轴对称磁场,通过调节磁场的大小和位置,观察磁场对收集极内电子运动轨迹的影响,寻求实现收集极效率的最大化并抑制二次电子回流.针对某一Ku波段行波管多级降压收集极,加入优化磁场后的计算结果与未加磁场时相比,各电极电流分布发生变化,部分电子被更靠后的电极所收集,中频点处回流率由原来的2.49％降低到0.54％,同时收集效率提高超过3％达到79.07％.收集极性能的改善也为行波管效率的提高提供了保证.     

螺旋线行波管慢波组件散热性能的研究进展

螺旋线行波管具有宽频带、高增益和高功率等优点,当今被大量应用于卫星通信系统、电子对抗系统和雷达系统。慢波组件是螺旋线行波管的关键组成部分,它的性能优劣直接决定着整管水平。慢波组件的散热性能不仅是决定行波管平均输出功率的主要因素,也是直接影响行波管工作稳定性与可靠性的重要因素。本文针对螺旋线行波管慢波组件,总结了螺旋线慢波组件散热性能的实验测试方法和理论分析方法,分析了影响散热性能的各种因素和各种改善方法。分析比较了不同材料的螺旋线、管壳和夹持杆,不同结构的夹持杆和管壳,不同组件装配方法对慢波组件散热性能的影响。介绍了将金刚石和纳米材料等新型材料应用于螺旋线慢波组件的研究进展。     

阴极-热子组件加热功率的研究

对影响阴极-热子组件加热功率的几个因素进行了分析,并从有效加热面的增大、阴极支持筒材料的选择、氧化铝绝缘层烧结工艺以及装架工艺等几个方面进行了改进,从而满足了高可靠、高效率、长寿命X波段行波管的使用要求.     

8mm回旋速调管放大器高频窗的设计

采用三维电磁软件给出了8mm输入、输出窗的设计.其中输入窗采用矩形窗,频率为34～36GHz,驻波比小于1.08.输出窗频率为34.4～35.4GHz,驻波比小于1.2.文章讨论了介质厚度和相对介电常数对窗片反射系数的影响.     

太赫兹超分辨率成像评述I:非实时成像

作为太赫兹波最重要的应用之一,太赫兹成像技术在生物医疗、安防安检、无损检测和质量监控等方面都具有非常重要的应用前景。由于受衍射极限的限制,传统太赫兹成像技术的分辨率只能达到工作波长级别,还无法满足很多应用的需求。本文对几种非实时的太赫兹超分辨率成像手段进行了介绍,包括近场扫描显微成像、基于空间调制器的单探测器成像、基于时间反转的成像和基于空间频谱采样的成像,并对每一种成像手段的原理、发展过程及其优缺点进行了综述和讨论,最后对非实时太赫兹超分辨率成像的发展进行了展望。     

太赫兹表面等离激元及其应用

金属或半导体与介质分界面上的电子与光子互作用形成的光学表面等离激元(SPP)以及人工超构材料或二维原子晶体材料表面上的电子与太赫兹波或微波互作用形成的人工表面等离激元(SSP)是小型化与集成化太赫兹有源/无源器件和太赫兹超分辨率成像的重要物理基础。随着太赫兹科学技术的发展,太赫兹表面等离激元研究在国际上受到很大关注。本文介绍了传统的光学表面等离激元及其发展,详细阐述了太赫兹波段的人工表面等离激元(SSP)和石墨烯表面等离激元(GSP)的基本原理和发展历程,对表面等离激元在太赫兹波段的新型辐射源、无源器件、超分辨率成像及其他领域的应用进行了较为全面的总结和评述,并对该领域未来进一步发展的方向进行了展望。