C波段相对论行波结构放大器设计

根据盘荷加载慢波结构的色散关系,设计了C波段高功率行波结构放大器,器件采用轴向微波功率提取降低输出端的反射,并在隔离段中加入微波吸收体切断放大器中自激振荡的正反馈过程,输出腔采用锥形过渡以降低Q值,减少电子注回流,有效抑制了放大器中自激振荡。在2.5维PIC模拟中得到功率890MW、频率5.64 GHz的微波输出,增益35.6 dB,效率32%。

140GHz回旋行波管放大器准光学注入结构的设计(英文)

作为140 GHz共焦波导回旋行波管放大器设计中的一个创新部分,关于准光学注入结构的设计方法将详细论述.归因于高斯光束对频率扰动的欠敏感特性,这样的注入结构具有比传统波导插入耦合器更大的带宽.注入系统包括耦合天线、镜面变换器和波纹波导三个部分,最终在高于50%功率注入水平下达到6.8 GHz的带宽,并克服了可能的寄生模式振荡和由加工误差导致的注入效率迅速下降的问题.

相对论行波管慢波结构几何参数研究

推导了无引导磁场下具有离子通道的波纹波导中的色散方程 ,并通过数值计算分析了该慢波结构的几何参数如波纹周期、波纹深度以及波导平均半径对相对论行波管的带宽及增益的影响 。

太赫兹翼片加载折叠波导行波管放大器的研究

翼片加载折叠波导电路是一种改进型的行波管互作用电路。与原始结构相比,它具有提高的耦合阻抗、扩展的横向尺寸以及更加灵活的设计能力,因此适合工作在太赫兹频段。首先采用理论模型设计了工作频率0.22THz的慢波结构;然后采用三维粒子模拟技术对翼片加载折叠波导行波管放大器的非线性性能进行了研究。结果显示,新型结构具有高的互作用效率和宽频带放大的能力。在中心工作频率220GHz处,2mW的驱动功率下可以得到4W的饱和输出功率,对应的电子效率和增益分别为2.47%和33dB(考虑了电路的导体损耗);恒定功率下扫频模拟显示,放大器的瞬时3dB带宽可达13.6,频率范围覆盖205～235GHz。

关于半导体行波光放大器端面结构的研究

本文介绍半导体行波光放大器的主要特点,系统地分析了获得低反射率端面的行波放大器的三种方法。从理论上讨论了抗反射膜、倾斜端面和隐理(?)面反射率,保证放大器行波工作的可行性。

同轴回旋行波放大器的理论和数值研究

给出了一组描述同轴回旋行波放大器中波束相互作用的非线性自洽方程组,对该放大器的运行特性进行了研究。得到:在小信号区,辐射场的增益随同轴波导的内外半径比b/a的增加而增加,达到饱和时的辐射功率仅略有下降;内外导体管壁上的功率损耗密度随b/a的增加而减小。采用电压为90kV,电流为10A,纵向速度零散度为3%,速率比为1的电子束,在34.26～36.78GHz的频率范围内,计算得到了峰值功率约230kW的微波输出,相应的增益和效率分别为46.6dB和25.5%,带宽为7%,内外导体管壁上功率的最大损耗分别为80和56W/cm2。

W波段多注交错双栅行波放大器的高频特性

提出了一种采用平面线性排列的3个圆形电子注代替平面带状电子注的W波段交错双栅行波放大器微型化慢波高频结构，并重点对其行波传输特性和输入输出耦合特性进行了仿真设计和参数优化．结果表明，这种平面微型化高频结构的行波传输色散特性良好且有很大的工作带宽，所产生的强轴向电场分布非常有利于电子注与高频场的能量交换和相互作用．在保证平面微型结构中圆形注通道直径和带状注通道高度相同的情况下，得到的耦合阻抗是带状注交错双栅慢波高频系统2～3倍，为行波放大器高效率的注波互作用和高功率输出提供了新的研究思路．为了与该交错双栅高频系统相匹配，提出了一种更为简单易行的输入与输出耦合结构，仅采用三周期渐变过渡段就可以实现反射系数s11在较宽频带内低于-20dB的良好结果，更有利于行波放大器未来的工程实现与应用．

基于非迭代算法和非直接学习结构的查询表TWTA预失真器

提出了一种基于查询表和非直接学习结构的适用于行波管放大器(TWTA)的基带预失真器。通过引入线性增长的周期性训练序列和失真检测算法,实现了预失真器非迭代方法的参数捕获。与普通查询表预失真器相比,该预失真器不但能离线处理失真数据,而且不需要使用基于最小代价函数的迭代算法更新预失真器查询表中的内容,从而能在降低对系统处理速度要求的同时,回避了算法收敛性问题。仿真结果表明,所提预失真器可大大降低由TWTA非线性所引入的带内失真和频谱再生。

开放式圆柱光栅周期结构的色散特性分析

研究了一种新的开放式圆柱光栅周期结构,该结构可以作为Smith-Purcell自由电子激光和相对论行波管中的慢波结构.采用近似的场论方法,用一系列相连的矩形阶梯来近似代替光栅上任意槽形的槽的连续轮廓,利用各阶梯面上导纳的匹配,以及槽与互作用区的连续和匹配条件,获得了任意形状槽圆柱光栅周期结构的色散方程,并讨论了系统结构参数变化对系统色散特性的影响.利用软件MAGIC对结构的色散特性进行了二维模拟,与理论计算得到的值符合良好.

缺陷地结构在微带均衡器设计中的应用

本文将缺陷地结构应用到微带功率均衡器的设计中。文中对比分析了加载缺陷地结构前后均衡器谐振枝节的特性以及缺陷地结构参数对谐振枝节性能的影响,在此基础上设计了缺陷地结构微带功率均衡器。加载缺陷地结构后可以得到更大的均衡量,同时也拓展了带宽,因而可以用较少的谐振枝节来实现更宽的均衡网络,保证了器件的小型化,为微带功率均衡器的设计提供了新的结构。

W波段低电压宽带过模矩形同轴曲折波导行波管的研究

提出了一种具有高频率、宽频带和低电压特点的矩形同轴曲折波导慢波结构,所提出的矩形同轴曲折波导工作于过模状态,工作频率较高,同时具有不错的传输特性。设计了一种宽带的双脊加载的波导-同轴转换器,其带宽可以覆盖矩形同轴曲折波导行波管的整个工作频带。所设计的矩形同轴曲折波导行波管工作电压和电流分别为3230 V和150 mA,慢波结构长度为32 mm,PIC仿真结果表明,在76~110 GHz频率范围内,其输出功率超过13.7 W,在108GHz频点,输出功率达到最大值,约为27.4 W,对应的射频效率为5.65%。

卫星车行波管功率放大器的维护与使用

行波管放大器的工作原理 行波管功率放大器由5部分组成（图1）。 1．电子枪 产生所需尺寸的电子束．相速加速到稍快于慢波结构上行进的电磁波．以便和电磁场交换能量，实现放大。

12 GHz枝节匹配宽带微带均衡器

给出了一种匹配良好的宽带微带均衡器的设计。它由在枝节上加载了薄膜电阻的微带枝节谐振器构造而成。通过大量的试验和仿真研究了电阻值对谐振器的影响。当加载薄膜电阻在枝节谐振器上时,可以得到可调的品质因数。利用HFSS分析可以看到电阻加载的枝节谐振器不仅频率可调,而且衰减可调、品质因数可调。文中利用四个加载了不同阻值的枝节谐振器得到了一个12 GHz带宽的微带均衡器,给出了结构图和特性曲线。结果表明这种加载电阻的谐振器结构很适合宽带微带均衡器设计。

Q波段宽频带线性化器设计

当前我国Q/V频段的低轨卫星互联网项目正在大力开展,宽带通信正在逐步发展。而国内相关线性化技术一般局限于较窄频带,相关研究尚不成熟。因此尽快研究设计宽频带线性化器十分有必要。采用适用于空间环境的模拟预失真技术,设计出针对卫星通信所用的行波管功率放大器(TWTA)的Q波段线性化器。其利用新型微带传输结构,结合肖特基二极管,可在毫米波频段实现超宽瞬时频带的线性化。在38~43 GHz(5 GHz)的瞬时频带内对TWTA的幅度失真以及相位失真有着很好的改善。线性化器在输入功率为-17~13 dBm的范围内,频带内幅度增益约为4.8~7.2 dB,相位扩张约为70°~88°。相对其他同类型线性化器,此线性化器对应频率较高,且可在很宽的瞬时频带内对TWTA实现比较稳定的线性化。