旭日型可调谐相对论磁控管的研究与优化设计

理论推导了相对论磁控管中电子与高频场的互作用机理,分析了相对论磁控管阴极发射面高度、工作电压和磁场对其工作效率及调谐带宽的影响,得出进一步提高磁控管效率及调谐带宽的条件。对比了10腔旭日型可调谐相对论磁控管仿真及实验结果,通过仿真手段进一步优化了该磁控管,提高了输出效率、拓展了调谐带宽。研究结果表明,优化后的10腔旭日型可调谐相对论磁控管具有37%的调谐带宽,电子转换效率最高达到17.9%,输出功率在1.1 GW以上。     

旭日型相对论磁控管的三维模拟

用两种3 维全电磁PIC 方法对10 腔旭日型相对论磁控管进行数值模拟。首先用MAGIC 对管子进行模拟,模拟结果表明：当工作电压为634 kV、磁场为0.53T 时,通过模拟该磁控管得到频率为2.6 GHz、平均功率为1.91GW的微波输出,平均效率为16.9 %。接着基于CHIPIC 平台进行模拟,通过与MAGIC 模拟结果进行对比,验证了CHIPIC在相对论磁控管中模拟的可行性,只是发现CHIPIC 在傅里叶变化命令设置上有些问题,需要进一步完善。     

旭日型磁控管谐振系统的等效电路模型与分析

通过分析旭日型磁控管的等效电路,利用扇形谐振腔的等效电容和等效电感的计算公式,计算旭日型磁控管各模式的谐振频率;简化了谐振频率的计算公式,得到了谐振频率关于结构尺寸的解析表达式;分析了π模谐振频率随大、小腔的半径、角度的变化情况。 结果表明:等效电路计算结果与仿真结果基本一致,特别是π模谐振频率十分相符。 因此,该等效电路计算方法是可行的。π模谐振频率随大、小腔半径和小腔角度的增大而减小,随大腔角度的增大而增大,研究结果有助于旭日型磁控管的预先设计与分析。     

级联相对论磁控管锁相研究

轴向级联的相对论磁控管含有多个共轴排列的谐振单元,各级高频系统设置了相互连接的阳极外壳和阴极结构以构建类似的正交场分布,每级高频系统之间以耦合结构连接,通过器件内部的耦合机制实现相位锁定,可实现多端口锁相输出。基于轴向级联谐振系统的相位锁定条件,设计了基于脊圆波导结构直接耦合的二级轴向级联相对论磁控管,每一谐振单元采用8腔旭日型慢波结构,两级高频系统中的较小谐振腔通过预留有4个扇形开槽的脊圆波导连接段实现直接耦合,较大谐振腔底部设置径向提取波导结构。在0.38 T外加磁场和400 kV外加电压的条件下可实现S波段2.9 GHz的8端口TE₁₀模式锁相输出,单路微波功率高于100 MW,总功率高于0.8 GW,驱动电流4100 A,总效率约49%。两高频系统锁相过程时长12 ns,相位抖动小于±2.5°。     

L波段相对论磁控管的初步试验

相对论磁控管具有高功率、高效率、运行稳定、低磁场、结构紧凑、适于永磁包装等优点,是高功率微波源研究的热点之一。在前期研究中,国防科技大学提出了一个具有全腔提取结构的L波段高效率相对论磁控管,本文介绍了其初步的实验进展。实验结果显示,在二极管电压为491kV、电流为5.5kA及磁场为0.25T的条件下,其输出微波功率为0.82 GW,微波频率为1.49 GHz,功率转换效率为30.4%。实验结果为进一步优化仿真、提高技术性能及推进应用打下了良好的基础。     

高功率相对论磁控管注入式锁相条件的研究

在经典锁相理论Adler 条件基础上,考虑到相对论磁控管互作用空间内高度非线性的束波互作用,用粒子模拟方法得出了磁控管注入式锁相模型的注入比和频率差的参数区域图,研究了注入比和频率差对锁相的影响。模拟结果表明,在相对论磁控管的谐振频率为2.4667GHz 情况下,当注入比为0.25、频率差为35MHz 或20MHz、注入比为0.15 都可以实现稳定锁相。在此基础上对经典的Adler 条件引入了非线性参数修正,其取值与器件工作时的非线性程度有关,基于本文模型得到的非线性参数约为7,可见修正后的理论结果比经典理论结果允许有更大的锁相范围。     

影响相对论磁控管效率的因素分析

相对论磁控管与普通磁控管效率形成了极大的反差.本文依据打上阳极表面的电子流剩余能量,分析了同步速度、电子小回旋运动、层流厚度、回旋半径、空间直流电荷场与强高频场对效率的影响,并以经典的S波段A6相对论磁控管为例,数值比较了效率随以上各因素的变化,结果表明:强高频场影响是造成相对论磁控管效率低下的主要原因,此结论通过粒子模拟也得到了证实.     

X 波段衍射输出相对论磁控管的粒子模拟研究

：本文报道了一个X 波段18 腔衍射输出相对论磁控管的初步模拟研究结果。利用高频场分析软件和粒子模拟软件, 通过分析和优化器件的结构参数,合理选取电磁场取值大小,最终得到：在二极管电压350 kV,外加磁场0.41T 条件下, 可以得到输出功率1.09 GW、功率转换效率为22%、频率9.59GHz 的微波。     

衍射输出相对论磁控管的高重频短脉冲运行实验研究

本文报道了近期衍射输出相对论磁控管在低电压、短脉冲、高重复频率条件下的初步实验研究结果。当外加电 压约180kV,磁场约0.12T 时,输出微波功率最高可达120MW,微波频率2.3GHz,功率效率22%。在半高宽约7ns,平 顶约2.5ns 的电脉冲条件下,输出微波底宽3ns,半高宽1.5ns。当器件以50Hz 和100Hz 高重复频率运行时,输出微波幅 值稳定性受电脉冲波动和通电螺线管内的电流波动影响较大,微波功率波动范围90MW 至120MW。以脉冲串的形式、 长时间高重频运行20000 炮次后,器件内部无明显的烧蚀出现。     

波长(频率)可调谐半导体激光器

波长或频率可调谐的半导体激光器在光通信等实际应用领域中有着重要而广泛的应用。文章立足于实际应用,从谐振腔的结构出发,以调谐机理为研究对象,对可调谐半导体激光器进行了分类研究,并对它们的调谐特性做了总结     

A developmental voltage–tunable microwave magnetron

The paper concerns the results of design and performance of a low power coaxially interdigital magnetron with external coupled cavity. Special attention is given to the problem of wide-range tunability, in the microwave frequency spectrum, using either mechanical or voltage-tuning methods. The basic structure of the magnetron consists of a short, hermetically-sealed section of coaxial transmission line which contains six equally spaced radial vanes extending from the inner wall of the outer coaxial cylinder into six longitudinal slots in the inner coaxial cylinder. The cathode is symmetrically located within the inner coaxial cylinder at the position of the multianode structure. This sealed off multi-anode system is used to excite a TEM mode in an external coaxial circuit. Experimental results on electronically and mechanically tunable operation are reported, with particular emphasis on voltage tuning.     

可调谐超表面的生物分子检测研究进展

超表面作为一种超薄微纳器件具有优良的性能,利用超表面检测生物分子具有越来越广泛的前景。本文调研了可调谐超表面检测生物分子的研究进展,并分别从太赫兹波段、中红外波段、光波段阐述当前的研究成果。本文重点介绍了当前超表面利用外加电压、改变环境温度等实现可调谐的方法,并对超表面检测不同生物分子的性能进行了总结分析,最后给出了可调谐超表面在生物分子检测方面未来发展的机遇与挑战。     

基于交互的软件模型研究

从Peter Wegner的交互计算理论出发,将软件中的交互与计算进行分离,提出了基于交互的软件模型。对交互单元、无交互构件、交互运行支撑环境以及基于交互的软件模型进行了详细叙述,并提出软件的开发过程可以划分为交互设计和无交互构件生产两个独立的阶段,无交互构件的复用是软件复用的重要方式,基于交互的软件将形成不同于C/S,B/S的网构软件体系结构。     

基于磁控管的S波段大功率窄带随机信号源研究

磁控管具有功率大,效率高,体积小,成本低等特点,且输出频谱也与其阳极电压和阴极电流密切相关,据此特性研制了基于磁控管的S波段大功率窄带随机信号源。通过实验探究不同阴极电流和阳极电压下磁控管的输出频谱,并利用微控芯片控制磁控管的阴极电流和阳极电压产生随机变化,实现了大功率窄带随机信号的产生。结果表明,窄带随机信号的中心频率为2.46 GHz,平均输出功率达到1.4 kW,直流到微波的转换效率超过70%。本文研制的大功率窄带随机信号源在通信干扰与抗干扰等领域有潜在的应用价值。     

基于Android平台智能手机软件研究

首先分析研究背景和国内外研究现状,介绍了Android平台手机软件开发平台相关理论,在详细了解其开发环境、开发背景的前提下,引出Android手机软件测试的基本概念,将手工测试和自动化测试对比,总结出测试必须手工测试和自动化测试相结合,根据一套软件测试流程进行合理测试。     

基于ExtraTree的软件缺陷预测方法研究

软件缺陷预测技术可以识别出软件存在缺陷的模块,提高软件的质量和安全性能,降低开发成本.针对不同模型预测结果差异性较大的问题,本文对结构复杂和缺乏历史数据的静态软件缺陷模块采用了基于极度随机树的软件缺陷预测方法进行研究,使用合成少数类过采样技术对原始数据集进行基本处理;用5种单分类器模型对软件缺陷数据集分别进行预测;最后...     

面向云计算的软件架构研究

云计算的出现给IT领域带来了一场新的变革,今年是云计算发展非常重要的一年。随着全球对云计算研究的热潮,国际国内各大IT公司相继推出自己的云计算产品,这些云计算产品无一例外都是通过网络向用户提供服务的,这样对数据安全、可靠性和云计算服务自身的健壮性存在着挑战。随着云计算广泛的应用,传统的软件架构也将受到挑战,特别是在3层软件架构中的数据服务层将发生变化。     

基于软件身份标签的安全性研究

当前,由于软件发行商通常不为应用程序和可执行文件（程序文件,共享库,脚本等）提供用以验证其可靠性的关键信息,所以计算机管理员想要自动辨别这些文件是否被第三方修改过变得十分困难.通过与民航飞行的安全性要求进行类比,分析了软件身份标签如何从身份鉴别、应用关联、防止篡改和未知威胁这四方面改善软件的安全性.