Ka波段30W空间行波管

介绍了未来星际通讯用Ka波段30W空间行波管的最新研究进展。行波管电子枪采用传统的皮尔斯型电子枪,高频结构采用螺旋线慢波结构和品型夹持结构,为了保证较高的收集极效率,采用四级降压收集极。测试结果表明在工作频带内行波管输出功率超过34.6W,总效率超过47.5%。当行波管工作于低频状态时,行波管总效率超过了50%,已达到目前国外同等功率量级Ka波段空间行波管研究水平。     

高功率毫米波回旋器件实验研究

介质加载是解决回旋行波管振荡一个较好的方法,本文利用这种结构在Ka波段回旋行波管的实验中利用这种结构在工作模式TE01,加速电压66 kV,电子注电流13A得到了293 kW的峰值输出功率,最大增益56 dB,效率34.2％,3 dB带宽2.1 GHz的结果;介绍了W波段回旋行波管、回旋振荡管、Q波段回旋行波管的实验情况.     

螺距跳变技术优化行波管电子效率的研究

行波管采用动态速度渐变（DVT）技术能获得很高的电子互作用效率。这里采用粒子模拟（PIC）技术对Ka波段某螺旋线空间行波管慢波结构进行模拟,分析了采用DVT技术的慢波结构内部各段螺距的大小和长度对行波管电子效率以及增益的影响。对慢波结构进行优化,优化后,电子效率由17．53％提高至27．27％,增益由51．17dB增加至53．09dB。     

螺旋线毫米波行波管及宽带毫米波功率模块的研制进展

本文介绍了中国电科12所K、Ka波段螺旋线行波管及毫米波功率模块研制进展情况,包括宽带行波管及毫米波功率模块,大功率通信/雷达用行波管、幅相一致行波管。目前已实现Ka波段小型化的宽带行波管及毫米波功率模块输出功率大于160 W;Ka波段幅相一致行波管相位一致性达到±25°;大功率毫米波行波管已形成系列化产品。     

Ka波段宽带螺旋线行波管研制

主要针对Ka波段宽带高功率螺旋线行波管慢波结构进行了优化设计,旨在提高行波管输出功率和效率,并对返波振荡特性进行了仿真分析。行波管测试结果表明,在工作频段26.5～40 GHz,连续波输出功率大于200 W,总效率超过41%,增益大于31.5 dB。该管可作为Ka波段大功率毫米波功率放大器,应用于各类军事和民用电子系统中。     

Ka波段500W脉冲空间行波管研制

针对空间探测领域的应用需求,本文采用大功率返波振荡抑制技术以及过渡波导输能技术,设计出了一种Ka波段580 W脉冲空间行波管。经过实际的样管测试验证,功率≥580 W,饱和增益≥47 dB,实现了Ka波段500 W脉冲空间行波管主要技术参数。     

W波段行波管功率提升研究

行波管为发射机提供放大信号,其输出功率直接决定着系统的作用距离,是系统的核心部件之一。本文从提升电子效率和电子注功率两方面开展研究,以提升W波段行波管输出功率。基于折叠波导互用电路相速跳变设计,研制出8 GHz带宽内输出功率大于250 W的W波段行波管。提出非半圆弯曲折叠波导与相速跳变技术结合的设计方法,使W波段行波管输出功率和电子效率最高分别达到647 W和13.4%。提出一种四端口式高频结构和一种双弧弯曲折叠波导慢波结构,大幅提升了行波管对工作电流的聚焦能力,基于两种新型结构的创新研究,完成了千瓦级W波段行波管设计。     

空间行波管非线性参量优化设计

对空间行波管重要的非线性参量进行了研究,优化了某Ka波段空间行波管高频设计,在保持较高电子效率的情况下,其非线性性能得到显著改善。     

V波段空间行波管研制

本文介绍了国内外V波段空间行波管研究进展,给出了作者在V波段空间行波管设计和性能测试结果.V波段空间行波管电子枪采用传统皮尔斯型电子枪,高频采用螺旋线结构,为了提高行波管效率,采用四降压收集极.测试结果表明在工作频带内V波段空间行波管连续波饱和输出功率超过20 W,总效率超过21.8％,行波管动态流通率超过98％,在整个工作频带内行波管饱和增益超过了43 dB.     

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％.     

High-power pulsed GaAs double-drift hybrid-read impatt diodes for X-band

Gallium-arsenide double-drift hybrid-Read Impatt diodes have been developed to deliver high peak and average powers in X-band. A peak power output of 35 W with 20% efficiency has been obtained at 8.3 GHz for 20% duty cycle. Peak power output of 32 W with 20% efficiency has been obtained at 8·6 GHz for a 25% duty cycle. Peak power output of 26 W with 21.5% efficiency has been obtained at 8.6. GHz for 33% duty cycle.     

Pulsed silicon double-drift IMPATTs for microwave and millimetre-wave applications

The letter describes silicon double-drift IMPATT diodes designed for operation at microwave and millimetre-wave frequencies. These devices have delivered pulsed-power outputs of 16 W with 12.3% efficiency in the X band, 11 W with 14% efficiency in the KU band, and 6.4 W with 5.3% efficiency in the Ka band. These results, when combined with the demonstrated high reliability of silicon IMPATTS, should lead to the wide application of double-drift devices in pulsed-radar systems.     

低温下运行的光纤耦合激光二极管抽运Tm,Ho∶YLF激光器

为了实现小型化、高功率、高效率连续2μm激光输出,采用中心波长792nm激光二极管(LD)抽运双掺杂Tm,Ho∶YLF晶体,将晶体封装在装有350mL液氮的杜瓦装置中,使其工作在77K温度条件下。光纤耦合激光二极管出纤功率14.8W,数值孔径0.3,芯径400μm。激光二极管端面抽运Tm,Ho∶YLF激光器,产生2.05μm线偏振连续激光输出,最大功率5.2W。由于Tm3+离子能级间的交叉弛豫效应导致的高抽运量子效率,实验获得的光-光转换效率为35%,斜度效率达到40%。采用双端面抽运结构,两个激光二极管注入功率29.6W时,Tm,Ho∶YLF激光器输出功率达10.2W,相当于光-光转换效率33%,斜度效率36%。     

High-power high-efficiency operation of read-type IMPATT-diode oscillators

C.W. operation of GaAs Schottky-barrier Read-type IMPATT-diode oscillators is reported. These devices exhibited efficiences from 20 to 24% with output powers of 2 ~ 3 W c.w. in the Ku-band. The best efficiency was 24%, with an output power of 1.8 W c.w., while the maximum output power was 3.2 W c.w., with an efficiency of 20.7% at frequencies near 14 GHz.     

Improved coupled-line microstrip circuit for L and S band oscillators

The coupled-bar microstrip circuit described here utilises a TRAPATT diode, and is ideally suited for systems applications such as i.f.f. transponder-transmitter sources and airborne altimeter sources. It is compact and rugged and allows high-efficiency operation. This circuit has delivered 150 W with 30% efficiency at L band, 150 W with 26% efficiency at 3.5 GHz, and 120 W with 19% efficiency at 3.85 GHz. The devices were operated with 0.5 ?s pulses up to 1% duty cycle in a near jitterfree operation.     

激光二极管抽运Nd:Gd0.42Y0.58VO4/KTP 倍频激光器

采用平凹短腔及V型折叠腔,研究了激光二极管端面抽运的Nd：Gd0.42Y0.58VO4激光器1．06μm及倍频532nm的输出特性。在输入抽运功率为11．05W时,获得了1．06μm的最大平均输出功率为5．35W,光-光转换效率达到48．42％;在输入抽运功率为6．8W时,采用连续抽运和脉冲抽运分别获得了1．44W和1．64W的绿光输出,光-光转换效率分别为21.2%和24．1％。     

Bandwidth enhancement of an inverse class-F power amplifier based on LDMOS devices

In this article, we report the design of an inverse class-F power amplifier for L-band transmit/receive module based on LDMOS (laterally diffused metal oxide semiconductor) transistors. The objective was to obtain high power efficiency over a wide band. Measurements showed a minimum of 61% power added efficiency (PAE) and 10?W output power with a gain of 14?dB over a bandwidth of 200?MHz. Average measured performances are, respectively, 11.4?W (±1.4?W) output power and 62.8% (±1.8%) PAE; 64.5% maximum PAE associated with 12.7?W output power has been reached. These results are, to our knowledge, the highest reported combination of power efficiency and bandwidth.     

激光二极管抽运Tm:YAP晶体实验研究

简要阐述2 μm激光光源的广泛应用需求,分析掺铥铝酸钇(Tm:YAP)晶体的能级结构和吸收光谱特性,报道了采用激光二极管(LD)端面抽运Tm:YAP晶体的方式,实现室温下2 μm激光的高效输出。在激光二极管输出功率为19 W时, 2 μm连续激光输出功率为6.5 W,光光转换效率达34％,斜率效率为47.5％。经过声光(AO)Q开关进行调制后,在重复频率10 kHz下,获得5.4 W的动态激光输出,激光单脉冲宽度为70 ns,激光二极管输出功率到2 μm激光动态输出功率的转换效率为28％,斜率效率为42％。通过实验验证了激光二极管端面抽运Tm:YAP晶体在室温下高效输出的特性。     

半导体激光器端面抽运高功率高效Nd∶YVO4固体激光器

报道了一种光纤耦合半导体激光器端面抽运高功率高效Nd∶YVO₄固体激光器。在抽运功率为20 W时获得了11 W的TEM00模输出,光-光转换效率为55%;而抽运功率为12 W时输出功率为7.1 W,光-光转换效率为59%,斜效率达64%。在高抽运功率下测量了Nd∶YVO₄晶体的热透镜焦距,结果表明：得到有效冷却的低浓度和高质量的Nd∶YVO4晶体,其热聚焦作用实际上相对很弱。     

808nm大功率连续半导体激光器研究

利用金属有机化学气相淀积(MOCVD)技术,生长了AlGaInAs/AlGaAs分别限制压应变单量子阱材料,利用该材料制成3mm宽、填充因子20%的半导体激光器阵列(版型100μm/500μm,6个发光单元),通过腔面反射率设计确定了最佳反射率,采用CS载体标准封装。在输入电流8A、水冷19℃条件下测试,输出功率达到8.4W,阈值电流为1.8A,斜率效率为1.26W/A,功率转换效率为59.4%,波长为805.7nm,光谱半宽为1.8nm;输入电流12A时,输出功率达到13W,斜率效率为1.22W/A,功率转换效率为58.9%,波长为807.9nm,光谱半宽为2.0nm。