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140GHz大功率交错双栅行波管的设计和模拟研究

赖剑强 魏彦玉 许雄 沈飞 刘洋 刘漾 黄民智 唐涛 宫玉彬

140GHz大功率交错双栅行波管的设计和模拟研究

赖剑强, 魏彦玉, 许雄, 沈飞, 刘洋, 刘漾, 黄民智, 唐涛, 宫玉彬
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  • 采用交错双栅结构,结合带状电子注,研究了一种工作在140 GHz频段的大功率行波管. 本振模数值计算表明该结构具有良好的色散特性和耦合阻抗.针对所采用的慢波结构, 提出了慢波过渡结构、输入输出耦合器和集中衰减器,保证了行波管的良好工作. 利用三维大信号模拟计算的方法得到的结果显示,当电子注直流功率为5.115 kW,输入信号功率为0.1 W时, 所研究的行波管能在132152 GHz范围内提供大于300 W的峰值功率,其中在138 GHz时得到最大功率546 W, 对应增益为37.37 dB.当在0.0270.46 W内调节输入信号功率,可以保持该行波管在128152 GHz 频带内得到大于440 W的峰值功率,对应的电子效率大于8.6%. 结果显示该行波管将在大功率短毫米波领域具有重要意义和潜在应用价值.
    • 基金项目: 国家杰出青年科学基金(批准号: 61125103);国家自然科学基金(批准号: 60971038) 和中央高校基本科研业务费(批准号: ZYGX2009Z003)资助的课题.
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    [20] 殷海荣, 宫玉彬, 魏彦玉, 岳玲娜, 路志刚, 巩华荣, 黄民智, 王文祥. 有限开敞介质光子晶体的模式及其带结构分析. 物理学报, 2008, 57(6): 3562-3570. doi: 10.7498/aps.57.3562
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-11-16
  • 修回日期:  2011-12-15
  • 刊出日期:  2012-09-05

140GHz大功率交错双栅行波管的设计和模拟研究

  • 1. 电子科技大学物理电子学院, 微波电真空器件国家级重点实验室, 成都 610054
    基金项目: 

    国家杰出青年科学基金(批准号: 61125103)

    国家自然科学基金(批准号: 60971038) 和中央高校基本科研业务费(批准号: ZYGX2009Z003)资助的课题.

摘要: 采用交错双栅结构,结合带状电子注,研究了一种工作在140 GHz频段的大功率行波管. 本振模数值计算表明该结构具有良好的色散特性和耦合阻抗.针对所采用的慢波结构, 提出了慢波过渡结构、输入输出耦合器和集中衰减器,保证了行波管的良好工作. 利用三维大信号模拟计算的方法得到的结果显示,当电子注直流功率为5.115 kW,输入信号功率为0.1 W时, 所研究的行波管能在132152 GHz范围内提供大于300 W的峰值功率,其中在138 GHz时得到最大功率546 W, 对应增益为37.37 dB.当在0.0270.46 W内调节输入信号功率,可以保持该行波管在128152 GHz 频带内得到大于440 W的峰值功率,对应的电子效率大于8.6%. 结果显示该行波管将在大功率短毫米波领域具有重要意义和潜在应用价值.

English Abstract

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