W 波段回旋行波管高频结构设计和仿真*

对W 波段回旋行波管的高频结构的设计参数进行了分析计算与软件仿真,通过色散关系确定了磁场 取值,通过对返波振荡的分析确定了高频结构———周期衰减材料加载,通过对绝对不稳定性振荡的分析确定了工作 电流和横纵速度比的取值范围,最终得到了W 波段回旋行波管的工作参数。采用粒子模拟软件进行模拟计算,可以 得到155kW 的峰值功率输出和5.5GHz 的带宽,并给出了输出功率与回旋行波管各工作参数之间的关系曲线,进一 步证明了对返波振荡和绝对不稳定性振荡的分析与参数选取的合理性。实际加工的回旋行波管在测试中峰值功率 大于100kW,增益大于40dB,效率大于12%,3dB 带宽为4.1GHz。     

包覆型BN-AlN复合粉体研究

利用包覆法,首先通过将AlN粉体均匀分散到硼酸(H3BO3)和尿素(CO(NH2)2)的无水乙醇溶液中,制备出与硼酸和尿素均匀混合的AlN粉体.然后在氮气氛下,经过氮化处理来制备BN-AlN的复合粉体.DTA/TG分析显示,氮化反应从800 ℃开始,到1100 ℃时结束.XRD和TEM分析发现,复合粉体是由非晶态的BN均匀包覆AlN的复合颗粒组成.     

利用衰减涂层抑制220GHz行波管振荡的试验研究

针对220GHz行波管的振荡现象,本文研究了FeSiAl合金衰减材料涂层对振荡功率的影响。冷测结果表明,通过在折叠波导慢波结构表面涂覆FeSiAl衰减材料,使折叠波导慢波结构的传输损耗提高了6dB。热测结果表明,带有衰减涂层的行波管起振电压范围更小,振荡功率更低。     

微机械折叠波导慢波结构冷测特性的研究

在太赫兹频段,折叠波导行波管因其重要的应用价值已成为一个研究热点.介绍了折叠波导结构和折叠波导行波管,优化设计了一种560GHz行波管器件的结构尺寸,并分别用理论解析方法和软件模拟工具研究了折叠波导慢波结构的冷测特性.文章还对该类折叠波导慢波结构的微加工技术进行了初步的探讨,提出了基于ICP体硅深刻蚀、无电镀铜等组合工艺方案.     

W波段大功率集成极靴式互作用结构研究

针对W波段大功率折叠波导行波管的技术难点,提出了一种一体式加工的集成极靴式互作用结构,该结构将直角型折叠波导嵌入到极靴中,实现注-波互作用结构与聚焦系统的集成,提高周期永磁系统的聚焦能力,再通过增加阴极发射的电子注电流,实现功率的提升。文中首先介绍了集成极靴式互作用结构,提供该结构中慢波结构的尺寸参数,计算其色散特性及耦合阻抗曲线,并设计了相应的磁聚焦系统。最终对互作用结构进行仿真模拟,在90~100 GHz频带内可获得高于700 W的饱和输出功率。带内饱和增益均小于20 dB,可有效防止自激振荡的产生,该互作用结构可广泛应用于级联功率放大模块的后级放大器中。     

微波等离子体化学气相沉积超纳米晶金刚石膜研究

超纳米晶金刚石(UNCD)在短毫米波特别是太赫兹真空器件输能窗中具有潜在的应用价值。本文介绍了UNCD膜的制备工艺和性能表征。利用微波等离子体化学气相沉积法在一种贫氢、富氩的反应气体中合成UNCD膜。扫描电子显微镜分析表明,合成的UNCD膜表面光滑平整,晶粒为纳米尺度,断面结构致密。X射线衍射分析显示,超纳米晶金刚石薄膜主要是以(220)取向为主的多晶体结构,计算得到的平均晶粒尺寸为10nm。拉曼光谱分析呈现出典型的超纳米晶金刚石特性,膜中存在一定的sp2相。UNCD的光学透过率测试显示:在波长≥4μm范围内,光学透过率≥60%。     

从石墨烯开关看电子在石墨烯中的奇异行为

与固态器件相比,真空电子器件的最大特点是电子在真空中的运动速率远大于在固体中的运动速率.然而,石墨烯的问世使这种现象发生了变化.现已发现,石墨烯中的电子不仅运动速率远高于传统半导体中的电子,而且存在各种奇特行为,使石墨烯的研究和应用备受关注.本文首先对普通晶体管材料和石墨烯中的电子行为进行比较,然后介绍石墨烯p-n结的特性和石墨烯逻辑开关的一些应用研究进展.     

超纳米金刚石薄膜场发射特性的研究

超纳米金刚石(UNCD)是一种全新的纳米材料，具有许多独特性能。介绍了Si微尖和微尖阵列阴极沉积超纳米金刚石薄膜的工艺及其场发射特性。研究发现，适当的成核工艺和微波等离子体化学气相沉积工艺可在Si微尖上沉积一层光滑敷形的金刚石薄膜；沉积后阴极的电压-电流特性、发射电流的稳定性以及工作在氧气环境下的发射特性都获得明显提高。讨论了超纳米晶金刚石薄膜阴极的发射机理。     

E波段81~86 GHz行波管放大器研制

介绍了一种面向高速无线通信应用的E波段连续波行波管放大器(TWTA)。该放大器将E波段折叠波导行波管和小型化高压电源集成为一体,外部仅需低压供电,使用便捷。放大器主要性能指标包括：工作频率81~86 GHz,饱和输出功率>80 W,小信号增益>38 dB,总效率>22%,外形尺寸为38 cm×20 cm×6.3 cm,可满足机载使用环境,具有大功率、宽带、高效率、小型化及高可靠的优点。     

OAM光通信技术研究进展

涡旋光束携带的轨道角动量(OAM)为光波的空间域提供了新的维度资源,吸引了越来越多研究人员的关注。由于具有不同OAM模式值的涡旋光束相互正交,因此将OAM模式引入传统光通信领域,衍生出两种新的应用机制--OAM键控(OAM-SK)与OAM复用(OAM-DM),这为未来实现高速、大容量及高频谱效率的光通信技术提供了潜在的解决方案。本文将从OAM光束的类别和产生方法等基本概念理论出发,对这两种通信应用机制相关的典型研究案例做简要概述,并重点论述三种关键技术,包括OAM光束复用技术、OAM光束解调技术以及OAM光通信的大气湍流效应抑制技术。最后,对OAM光通信技术的未来发展趋势及其前景进行了分析与展望。