W 波段五腔回旋速调管放大器的设计

W 波段回旋速调管具有高增益和高输出功率的特点,在军用雷达方面有广泛的应用。本方利用电磁粒子模拟 软件CHIPIC 设计了一个W 波段五腔回旋速调管,优化了互作用电路的结构和工作参数,分析了电子注与场的换能 过程以及工作频率对输出效率和增益的影响。该管的工作模式为TE01 模,当工作电压为70kV、电流为6A、频率为 93.8GHz 时获得了167.3kW 的最大输出功率和39.8%的工作效率。当工作频率为93.65GHz 时取得了50dB 的增益和 400MHz 的带宽。该模拟结果对回旋速调管在雷达方面的应用提供了理论依据。     

Ka波段二次谐波回旋行波管放大器的研究

二次谐波回旋行波管放大器的互作用磁场比基波回旋行波管放大器的磁场降低了一半,从而降低了设计难度,具有广阔的应用前景。通过对周期介质加载结构的Ka波段二次谐波回旋行波管电子枪、高频结构、模式竞争以及注波互作用研究,确定了Ka波段TE02模二次谐波回旋行波放大器的基本工作参数,通过PIC模拟计算,在电子注电压为90 kV,注电流为25 A时,获得了大于200 kW的输出功率,超过40 dB的增益。     

Ka波段二次谐波回旋速调管放大器的PIC模拟

该文根据谐波回旋速调管放大器的注.波互作用特点,分析了放大器稳定工作的条件:对Ka波段二次谐波三腔回旋速调管放大器的注-波互作用进行了模拟计算,对放大器的注.波互作用电路参数进行了优化设计。模拟计算结果表明,在电子注电压为70kV,电子注电流15A,工作磁场为0.685T时,在35GHz频率放大器可以获得超过250kW的输出功率,大于21dB的增益,23%的效率和约为120MHz的带宽。计算结果为实际工程设计提供了有益的参考。     

回旋速调管放大器及其发展评述

回旋速调管放大器是一种具有重要发展前景的高功率相干毫米波源。该文简要介绍了回旋速调管的结构和工作机理,详细评述了国际上回旋速调管的发展状况及趋势,指出了发展中存在的一些关键问题,并提出了自己的建议。     

W波段回旋速调管输入耦合器的优化设计

该文对应用于W波段TE01模回旋速调管的输入耦合器进行了理论分析,初步得到了输入耦合器的结构尺寸,利用3维电磁模拟软件CST,HFSS与FEKO对其进行了仿真与优化。研究了耦合孔长、宽和圆柱腔半径对耦合器谐振频率及Q值的影响,并对耦合器内腔工作模式的纯度进行了计算。结果表明,在W波段该耦合器能够激励起TE01模,谐振频率为93.55 GHz,外观品质因数为145,耦合器内腔工作模式纯度达到99%,满足设计要求。     

Ka波段二次谐波回旋速调管放大器的研究

应用自行编制的电子注-波互作用的自洽非线性模拟程序,我们对Ka波段二次谐波回旋速调管放大器的注-波互作用进行了研究.通过对回旋速调管放大器的数值模拟,我们详细描述了二次谐波电子注-波互作用过程中电子群聚的物理图景;并研究了不同变化参数(漂移管长度和静磁场强度)对电子效率的影响.模拟结果表明:设计的二次谐波回旋速调管放大器的电子效率为15.4%,相应的输出功率约为161kW.     

新型回旋速调管放大器链式群聚腔的模拟与设计

对新型回旋速调管放大器的链式群聚腔—TE模簇腔进行研究，通过三维电磁模拟对其进行分析和计算，讨论了损耗介质对群聚腔Q值的影响，以及内外腔耦合孔数量对谐振特性的影响．模拟计算结果和冷测实验吻合得很好．最后，为正在研制中的Ka波段三次谐波倍增回旋速调管放大器设计了一种链式群聚腔。     

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.     

W 波段回旋行波管双阳极磁控注入电子枪的设计

回旋行波管是大功率、高频率的微波毫米波器件。根据W波段回旋行波管的要求,设计了双阳级磁控注入电子枪。由电子光学理论,计算得到电子枪的初始参量,然后利用粒子模拟软件MAGIC构造电子枪模型,分析电子枪各个参数对电子注性能的影响,为电子枪设计优化提供了一定的依据。最后优化得到符合设计要求的低速度零散电子枪结构。电子枪阳极电压为70kV,电流10A,电子注速比1.07,电子注横向速度零散0.8%。     

Ku 波段回旋行波管设计与分析

设计了用于Ku波段的介质加载回旋行波管。阐述了磁控注入电子枪的设计,采用均匀介质加载的结构来抑制回旋行波管的自激振荡,降低了回旋行波管的起振电流,同时提高了寄生模式的起振长度。设计了线极化输入耦合器。设计的回旋行波管工作电压为70kV,工作电流为10A,最大峰值功率210kW,最大功率处增益为35dB,3dB带宽为1.8GHz。     

Input coupler for Ka band TE021 circular electric mode operation in a gyroklystron amplifier

An input coupler for the TE₀₂₁ circular electric mode in a gyroklystron amplifier through using TE₈₁₁ as a transition coupling mode in a coaxial cavity has been proposed and numerically simulated in a frequency range of Ka-Band with HFSS code. The coupling efficiency of the TE₀₂₁ mode and the suppression for the TE₈₁₁ mode in the main cylindrical cavity are deliberately considered by adjusting the position and size of coupling holes as well as the radius of the drift tubes. The numerical results show that the TE₀₂₁ mode can successfully be excited, and rational coupling efficiency and high mode purity for the TE₀₂₁ mode in the cylindrical cavity can be reached for the engineering application of gyroklystron amplifier study.     

基于InP基HEMTs的W波段高增益低噪声放大MMIC

本文基于自主研发的InP基高电子迁移率晶体管工艺设计并制作了一款W波段单级低噪声放大单片毫米波集成电路。共源共栅拓扑结构和共面波导工艺保证了该低噪声放大器紧凑的面积和高的增益,其芯片面积为900 μm×975 μm,84 GHz-100 GHz频率范围内增益大于10 dB,95 GHz处小信号增益达到最大值为15.2 dB。根据调查对比,该单级放大电路芯片具有最高的单级增益和相对高的增益面积比。另外,该放大电路芯片在87.5 GHz处噪声系数为4.3 dB,88.8 GHz处饱和输出功率为8.03 dBm。该低噪声放大器芯片的成功研制对于构建一个W波段信号接收前端具有重要的借鉴意义。     

34GHzTE01模基波回旋速调管高频系统设计与实验

利用场匹配理论,建立了具有突变结构谐振腔的级联散射矩阵。通过数值计算,研究了具有突变结构谐振腔中各模式的反射相移随漂移段半径变化、工作模式的反射相移随腔体半径的变化、腔体中各模式的传播常数随腔体半径的变化、谐振腔的腔体长度和半径的关系,并完成了Ka波段TE01模回旋速调管的输入腔、群聚腔、输出腔的设计。同时给出了一支Ka波段TE01模四腔基波回旋速调管高频系统和整管的优化设计方案。PIC模拟表明：在中心频率34GHz,注电压70kV,注电流11A的情况下,获得了输出功率390kW,饱和增益42.9dB,电子效率50.6%,3dB输出带宽360MHz的结果。 通过样管的热测实验显示在34GHz,注电压70kV,注电流11A,获得了301kW的稳定输出脉冲峰值功率,41.8dB的增益,39.1%的效率,285MHz的3dB输出带宽。     

8mm二次谐波回旋速调管放大器中电子注-波互作用的研究

应用粒子模拟软件对设计的二次谐波三腔回旋速调管放大器进行了数值模拟。分析讨论了二次谐波注-波互作用过程中电子群聚的物理图景和特点，并研究了电子注电流和归一化引导中心半径对电子注-波互作用效率的影响。模拟结果表明，本文设计的二次谐波三腔回旋速调管放大器在35GHz频率可获得约293kW的峰值输出功率和约28％的电子效率。     

一种新研制的W频段固态GaN功率放大器毫米波源

介绍了一种新研制的W频段固态GaN功率放大器毫米波源,给出了系统组成与工作原理,提供了其主要部件W频段固态Gunn驱动源、W频段波导-微带转换器、主放大器芯片基本性能及实验测试结果。该固态毫米波源工作频率94 GHz,输出连续波功率大于300 mW,线性增益10 dB,附加效率(PAE)大于16%。在W频段固态毫米波源研制过程中,其单片微波集成电路(MMIC)功率放大器半导体材料选择经历了GaAs、InP到GaN演变,结果清楚表明, W频段毫米波源的GaN MMlC功率放大器输出功率、增益、效率、高温性能要优于其他固态MMIC功率放大器性能。 W频段大功率固态GaN MMlC技术将在毫米波领域带来新的技术革命和应用。     

A full W-band low noise amplifier module for millimeter-wave applications

A full W-band Low Noise Amplifier (LNA) Module is designed and fabricated in this letter. A broadband transition is introduced in this module. The proposed transition is designed, optimized based on the results from numerical simulations. The results show that 1 dB bandwidth of the transition ranges from 61 to 117 GHz. For the purpose of verification, two transitions in back-to-back connection are measured. The results show that transmission loss is only about 0.9-1.7dB. This transition is used to interface integrated circuits to waveguide components. The characteristic of the LNA module is measured after assembly. It exhibits a broad bandwidth of 75 to 110 GHz , has a small signal gain above 21 dB. The noise figure is lower than 5dB throughout the entire W-band (below 3 dB from 89 to 95GHz) at a room temperature. The proposed LNA module exhibits potential for millimeter wave applications due to its high small signal gain, low noise, and low dc power consumption     

功率为16.9 dBm增益大于20 dB的InP DHBT W波段功率放大器

A two-stage MMIC power amplifier has been realized by use of a l-μm InP double heterojunction bipolar transistor(DHBT).The cascode structure,low-loss matching networks,and low-parasite cell units enhance the power gain.The optimum load impedance is determined from load-pull simulation.A coplanar waveguide transmission line is adopted for its ease of fabrication.The chip size is 1.5×1.7 mm~2 with the emitter area of 16×1μm×15μm in the output stage.Measurements show that small signal gain is more than 20 dB over 75.5-84.5 GHz and the saturated power is 16.9 dBm @ 79 GHz with gain of 15.2 dB.The high power gain makes it very suitable for medium power amplification.