C波段10 MeV驻波电子直线加速管的优化仿真

为提高加速器整机小型化程度,本文对已有C波段10 MeV加速管进行了模拟优化设计。通过光速段腔体腔型优化设计提高单腔有效分流阻抗,实现加速效率提升,使腔链总长缩短;通过优化聚束段使腔链整体性能满足设计要求。优化后加速管腔链总长由原来的652降至492 mm,并且能量、剂量率、脉宽等参数满足设计要求,后续将对优化后的加速管进行工艺和热测验证。     

X波段6 MeV驻波电子直线加速管设计与研制

介绍了以2.2 MW多注速调管作为功率源设计的X波段驻波轴耦合加速管,工作频率为9.3 GHz,工作模式π/2。借助CST优化加速管微波加速结构,实现靶区俘获能量最高6.3 MeV,粒子俘获效率为40.3%,束流流强为120 mA,管芯总长为335 mm(包含电子枪及转换靶),相比现有以1.5 MW磁控管驱动的近700 mm长X波段加速管,总长缩短52%。基于本设计完成腔体加工并进行了腔链调谐,加速管冷测参数与设计参数吻合。     

基于改进遗传算法的X波段驻波加速结构优化

针对X波段驻波轴耦合加速管设计,本文提出一种基于改进遗传算法的加速结构多参数自动优化方法。该方法采用MATLAB与电磁仿真软件CST协同,将结构的多个参量进行同时优化,以求得高有效分流阻抗的加速腔结构尺寸。该方法与传统单变量优化方法相比较,可大大节省优化时间,提高了设计效率,同时增加了保持腔体工作频率不变的功能,优化过程中自动调整工作频率至9300MHz,与CST自带遗传优化算法相比更加准确,并缩短了约49.3%的优化时间。对所优化的加速结构进行了加工测试,测试结果验证了优化方案的正确性。     

基于多注速调管的S波段9 MeV能量可调加速管设计与研制

设计了一种S波段9 MeV驻波电子直线加速管。工作频率为2998 MHz,管长为780 mm。其使用3.1 MW多注速调管作为微波功率源,最大工作比可达到2‰,同时通过调节加速管输入功率及电子枪高压,可实现打靶电子束能量连续可调,可应用于无损检测领域,为工业探伤提供合适的能量、提高探伤效率。本文以工业领域常用的9 MeV/6 MeV能挡为例进行仿真设计及束流测试。     

S波段同轴耦合结构驻波加速管设计与仿真

随着术中放疗、FLASH放疗等医疗技术的发展,对医用电子直线加速器的技术要求更高,本文设计了一款适用于FLASH放疗的中高能S波段同轴耦合驻波加速管。其同轴耦合结构结合了边耦合结构稳定性高和传统轴耦合结构对称性好、易于加工装配等优势。该结构有利于设计外形尺寸更加紧凑的,易于维护和低成本的中高能加速管,适用于新一代中高能医疗加速器。通过CST仿真优化后的同轴耦合加速管整体Q值达到了17024,分路阻抗达到163 MΩ/m,整体性能优于轴耦合结构并十分接近边耦合结构。通过粒子动力学仿真,该加速管束流输出能量大于18 MeV、脉冲流强达到295 mA、俘获率为42%。     

基于ADS仿真设计X波段五位数字移相器

介绍了利用ADS进行X波段五位数字移相器的设计。描述了PIN管的开关特性、X波段五位数字移相器的电气特性、原理、电路设计及仿真情况。移相器采用PIN管管芯作为开关元件,5个移相位将呈线形级联布置。均方根相位误差小于3°,插入损耗在1.7~2.9 dB之间,回波损耗小于15 dB。仿真结果,满足要求。     

X波段介质振荡器的设计与仿真

主要介绍了介质振荡器的设计理论,以及使用Agilent公司的ADS仿真软件进行X波段介质振荡器的设计和仿真。在设计过程中使用NEC公司的MESFET管NE71084作为振荡器的有源器件,利用介质谐振器实现了输出信号的稳频与反馈。给出仿真结果和输出信号相位噪声与功率的实际测试结果。测试结果表明,该方法可以有效地指导介质振荡器的设计过程,提高设计效率。     

X波段圆锥喇叭天线的仿真与测试

仿真设计并加工测试了一款X波段圆锥喇叭天线。根据工程指标要求,利用HFSS软件对该天线进行建模仿真优化,仿真结果表明在频率段8.0～8.6GHz,带内回波损耗小于-15d B;在8.3GHz时天线最大方向增益达到15d B,E面与H面3d B波束宽度均达到28°,且E面与H面增益方向图对称性良好。最后对天线进行了实物加工与户外环境测试,测试结果为8.3GHz时天线最大方向增益为12.5d B,3d B波束宽度达到26°,测试结果与仿真结果较为吻合,亦满足实际工程需求。     

X波段固态功放设计

本文主要结合一种新研制的固态功率放大器,介绍了X波段中固态功率放大器的设计理论和方法。     

未来X波段SAR的设计

目前，使用有源相控阵天线的未来Ｘ波段ＳＡＲ雷达正在研制开发之中。本文描述了这种ＳＡＲ系统的一般设计考虑，并对拟议中的下一代ＳＡＲ系统的设计提出了一些设想。     

X波段电子回旋波保护开关的仿真设计研究

为满足现代大功率脉冲多普勒雷达对微波开关提出的短恢复时间、耐受大功率、复杂脉冲组合等要求,开展了新型基于电子回旋谐振效应的有源微波开关器件的研究。借助CST工作室三维电磁和粒子仿真软件对电子回旋波的产生、注-波互作用等进行了原理验证,并完成了恢复时间小于1 ns,插入损耗约1.4 dB的X波段回旋波保护开关的仿真设计工作。     

X波段Hairpin带通滤波器的设计

Hairpin滤波器在无线通信和卫星通信中应用广泛,基于此根据Hairpin滤波器微带设计的基本理论出发,设计了一款X波段的宽带带通滤波器,中心频率为9 GHz,带宽为2 GHz,插入损耗和带外抑制都达到了指标要求,并且通过ADS和HFSS两个软件的电磁仿真进行了对比和相互验证。     

X波段带状注速调管的设计及实验研究

本文简要地报道了中国科学院电子学研究所对X波段带状注速调管所做的研究工作,其目的是对这种新方案进行原理性的验证。这项研究包括两个阶段,在第一个阶段中,成功建造并测试了使用闭合周期磁聚焦方案的带状注电子光学束管,在第二个阶段中,完成了高频互作用结构的设计并制造了完整的X波段带状注速调管。实验中,在125 kV附近观察到了器件的放大特性。在输入功率0.71 kW,工作频率11.69 GHz时,带状注速调管输出功率达到了2.8 MW,3 dB带宽30 MHz,增益35.96 dB,效率32.52%,束流通过率73.3%。在工作电压135 kV时,可以观察到大于93%的束流通过率,然而,此时管内出现振荡。这项研究表明带状注速调管有望在高功率的场合中获得应用,同时,寻求抑制振荡的方法仍然是未来研究中的艰巨任务。     

X波段宽带雷达发射机的设计

雷达发射机作为一种重要的设备,在我国社会发展过程中有着巨大的作用。文章就X波段宽带雷达发射机的设计进行了相关的分析。     

X波段高功率高效率延时组件设计

为了实现相控阵雷达的宽带宽角扫描,用延时器处理取代常规相控阵雷达中的移相器是一种有效的技术措施。文中研制了一种X波段高功率高效率延时组件,利用幅度/相位自补偿电路改善寄生调幅和寄生调相,通过增益链路分配和C类线性功放模式,实现了组件高效率和高增益,同时利用电磁仿真与热传输路径分析验证了可靠性,对相控阵雷达收发组件的设计和制造具有参考价值。根据实测结果,所有组件发射输出功率高于5 W,效率高于46.3%,延时相位精度优于±10°,延时寄生调幅低于±1.3 dB,组件接收增益为23.3±0.6 dB。     

X波段空气带状线功分器的设计

本文介绍了利用分支线定向耦合器的原理设计X波段空气带状线功分器的方法,在耦合器的输出端口加宽带相移网络来实现工作频带范围内的相位平衡要求。最后加工了两件样件进行测试,结果满足设计要求且一致性好。     

X 波段四通道MMCM 基板设计

低温共烧陶瓷（LTCC）是制作微波多芯片组件（MMCM）基板的理想材料。本文介绍了基于LTCC 工艺的微 波传输线、集成腔体、功分器和散热过孔的设计。对于多通道微波组件,采用带状传输线和腔体结构有利于实现通道 间的高隔离度,集成功分器和浆料电阻有利于实现组件的小型化并可获得较好的微波性能,而矩阵散热过孔可以显著 改善基板导热性能,满足小功耗器件的散热要求。     

X波段固态功率放大器稳定性分析设计

X波段固态功率放大器相对于较低频段的固态功率放大器，其稳定性问题更加突出。腔体效应是导致稳定性问题的重要因素，通过对腔体效应的理论分析，文中提出了工程应用中解决因腔体效应导致的稳定性问题的可行方法，成功地解决了X波段固态功率放大器设计过程中遇到的腔体效应问题。