G波段二次谐波准光回旋行波管研究

为开展适用于太赫兹频段的大功率回旋放大器研究。对基于准光共焦波导的二次谐波准光回旋行波管进行了研究,理论与仿真结果表明,准光波导具有良好的模型选择性,利用器件的二次谐波工作,其基波与二次谐波的返波振荡可以得到很好的抑制。在理论与仿真研究基础上,设计了一只G波段的二次谐波准光回旋行波管,理论计算结果表明:在65 kV电子束电压、10 A电流、速度横纵比为1、磁场强度为4.19 T时,最大输出功率为90 kW,效率为13.8%,增益为34.8 dB。当输入功率10 W时,-3 dB带宽为2 GHz。

基于50 nm AlN/GaN异质结的G波段放大器

报道了基于50nm栅工艺的AlN/GaN异质结的G波段器件结果。在AlN/GaNHEMT外延结构上,采用电子束直写工艺制备了栅长50nm的"T"型栅结构。器件直流测试最大漏电流为2.1A/mm,最大跨导为700mS/mm;小信号测试外推其电流增益截止频率和最大振荡频率分别为180GHz及350GHz。采用该工艺制备的共面波导(CPW)结构的放大器工作电压6V,在162GHz小信号增益大于10dB。166GHz连续波峰值输出功率11.36dBm,功率密度达到684mW/mm,功率密度水平达到GaN器件在G频段的高水平。

G波段大功率连续波行波管

G波段行波管在太赫兹通信及太赫兹视频合成孔径雷达系统中都有明确的应用需求,由于其频率的特点,可以实现临近空间与地面的信号传输;在视频合成孔径雷达系统中可以实现高帧率的实时成像效果。考虑系统前级为10 mW,为实现G波段行波管输出功率大于10 W的指标要求,需要设计高增益行波管。本文介绍了北京真空电子技术研究所研制的G波段行波管,在工作频带10 GHz带宽内,连续波输出功率大于10 W,整管增益大于30 dB,效率大于4%,连续波稳定工作。

大功率宽带G波段行波谐波放大器研究

针对大功率太赫兹功率源的应用需求,设计了一种G波段行波谐波放大器。该放大器件利用行波管非线性过程产生的谐波电流,通过级联谐波段高频系统实现基波信号的谐波放大,获得大功率宽带太赫兹波功率输出。本文利用CST和MTSS软件完成了G波段行波谐波放大器优化设计,并通过三维PIC进行互作用精确仿真分析,研究结果表明,该放大器能够在G波段10 GHz带宽内获得大于2 W的输出功率,为后续实际器件研制奠定了技术基础。

毫米波G波段的反射式准光环行器

为建立毫米波测试系统以及解决高频段的测试问题,研究了毫米波G波段(140-220GHz)的准光环行器。采用的反射式设计能够方便地调整偏置磁场,从而降低铁氧体厚度等参数的要求,由此合理优化器件的多层介质模型。实验中搭建了准光学的测试平台,建立准光学的测试方法,并研究了该频段的介质特性。频段170-195GHz上的测量结果显示,G波段的反射式环行器在8%的相对带宽上,隔离度大于20dB,插入损耗小于3.6dB。研究表明,反射式环行器放宽了设计参数的允许偏差,适合在高频段系统中应用。

G波段带状注速调管电子光学系统的初步设计

设计了G波段带状注速调管电子光学系统,主要工作参数为:电子注电压16.5k V,电流0.58A。电子注通道截面3.272mmx0.274mm,通道长度20mm。阴极面是曲率半径为5mm的矩形柱面,尺寸为2.5mm×1.2mm,电子注在单一方向上压缩,电子注束腰截面尺寸2.5mm×0.12mm,电子枪压缩比10:1。采用均匀场聚焦方式,模拟了三种磁场强度下的电子注成形和传输过程。模拟结果显示,电子注传输的Diocotron不稳定现象在强磁场下得到改善;磁场强度为8700Gs时的传输通过率为100%。

介质金属膜波导在G波段和4.3THz的传输特性

制作了具有不同介质膜厚度的大口径柔性介质金属膜波导,测试了金属膜波导和介质金属膜波导在G波段、4. 3 THz和中远红外等频段的传输特性.结果表明,波导的传输损耗在G波段随介质膜厚的增加而增加,孔径2. 6mm的金属膜波导在160 GHz传输损耗为2. 1 d B/m且在G波段波导的传输损耗对弯曲不敏感.在4. 3 THZ频点波导的传输损耗随介质膜厚的增加而减小,镀制介质膜可以大幅减小波导的传输损耗以及弯曲附加损耗,孔径3. 6mm介质膜厚为1. 2μm的介质金属膜波导的传输损耗为2. 84 d B/m.光斑能量则随介质膜厚的增加更加集中于低阶传输模式.

G波段行波管电子枪设计与实验

设计了用于G波段行波管的聚焦极调制皮尔斯电子枪,电子注电压20 kV,电流50.9 mA,注腰半径0.056 mm,射程10.3 mm。利用热-结构耦合分析和电子注轨迹仿真方法,分析了热形变对电子枪性能造成的显著影响。为了消除电子枪热形变的影响,设计了装配模具进行补偿,并得到了实验验证。该电子枪已用于多种G波段行波管,解决了关键部件技术问题。

G波段扩展互作用速调管的理论分析与设计

扩展互作用速调管是一种在毫米波、亚毫米波频段具有广泛应用前景的电真空器件.本文基于运动学理论、感应电流定理和电荷守恒定律,推导一间隙到五间隙谐振腔的电子负载电导和电子负载电纳的表达式,分析了谐振腔间隙宽度、间隙数和间隙周期等参数对电子注与微波之间能量交换的影响和谐振腔谐振频率的影响.根据理论分析结果,采用三维电磁仿真软件设计了一款工作于G波段的扩展互作用速调管,仿真结果显示,当电子注电压为24 kV、电流为0.15 A、输入功率为200 mW、轴向引导磁感应强度为0.8 T时,在中心频率217.94 GHz处,输出功率为225.5 W,电子效率为6.26%,增益为30.5 dB,3 dB带宽约为470 MHz.

G波段行波管的聚焦磁场幅度及周期对电子注动态散焦的影响分析

针对电子注动态散焦问题,采用三维大信号模拟软件MTSS,结合注-波互作用过程中粒子状态分布,从幅值及周期对实际使用的聚焦磁场进行了优化分析。模拟表明,在适当的位置采用渐变增强幅值磁场,可以明显调节互作用电路末端电子注波动,显著减少截获电流,从而解决电子注动态散焦问题。选取合适的磁周期对电子注动态散焦的抑制也有一定效果。综合以上分析,在G波段大功率脉冲行波管研制中,采用渐变加强的合适周期的永磁聚焦场,改善电子注的动态散焦问题。

基于3dB耦合器的G波段4路功分器研究

本文介绍了一种基于3dB耦合器的适用于G波段,频率覆盖210GHz~220GHz的4路功分器的设计。通过软件进行仿真,在目标频带内实现了回波损耗优于-15dB,插入损耗优于7.0dB,分口隔离度优于15dB,并加工了对背的实物测试结构。实际测试结果跟仿真结果基本拟合,可以满足工程化的需求。

G波段高输出功率发射组件的设计

本文设计了一款基于太赫兹有源器件的G波段高输出功率发射组件。组件通过两次混频,将X波段的中频信号上混频至G波段。通过理论分析及电磁场仿真后,加工制作了实物模型进行测试,整体组件的饱和输出功率优于25mW,带内杂散抑制度优于40dBc,并且在脉冲周期20μs,占空比10%的条件下可正常工作,达到了预期设计目标,满足工程化应用的需求。

基于GaN HEMT的155~172 GHz功率放大器设计

设计了一款G波段GaN HEMT功率放大器。放大器采用级联结构,在每级设计中均引入了并联反馈。放大器工作频段内的小信号增益大于25 dB,3 dB带宽为17 GHz。大信号测试结果显示,在155~172 GHz饱和输出功率为14~17 dBm;在165 GHz饱和输出功率密度为17 dBm,对应的功率密度为1.25 W/mm。该功率放大器直流损耗功率为1 060 mW,峰值功率附加效率为4.7%。

基于50nm GaN HEMT技术的180~220GHz平衡二倍频器MMIC

采用50 nm GaN HEMT技术实现了一款太赫兹波有源平衡式二倍频器单片微波集成电路(MMIC)。通过在输入端使用巴伦,可以确保二倍频器良好的基波抑制性能。在没有任何后置放大器的情况下,当输入功率为22 dBm时,在205 GHz的输出频率下二倍频器的最大输出功率为12 dBm。该MMIC芯片尺寸为2.0 mm×1.8mm,可方便地集成到多功能芯片中。

5G基站对卫星地球站的干扰分析及研究

2020年是深入贯彻落实习近平总书记关于推动5G网络加快发展的重要讲话精神,在加快5G网络建设、深化5G融合应用等方面持续发力的一年。在5G网络建设快速发展的情况下,由于部分卫星地球站等无线电台(站)部署在C波段(3GHz^6GHz),且卫星地球站的天线接收灵敏度要求较高,卫星地球站极易受到5G信号的干扰。近期,内蒙古自治区发生多起5G干扰事件,给广电、金融行业的卫星通信造成较大影响。为有效规避干扰问题,本文在工业和信息化部指导性文件的基础上,结合内蒙古自治区相关工作经验,对解决干扰问题的措施进行了介绍。

火星O_(2)(a^(1)Δ_(g))气辉高光谱分辨辐射传输特性研究

1.27μm波段的氧分子近红外气辉是火星大气最重要的气辉辐射之一,该气辉高光谱分辨辐射传输模型的建立对于研制火星探测载荷,反演火星大气的风场温度场与臭氧浓度,以及研究火星空间物理,有重要的科学价值与工程意义.在研究火星大气O_(2)(a^(1)Δ_(g))气辉光化学反应模型的基础上,提出了O_(2)(a^(1)Δ_(g))气辉体辐射率的计算方法,并建立了火星大气气辉辐射传输理论;通过与用于研究火星大气特征的光谱学探测仪(Spectroscopy Spectrograph for the Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Mars,SPICAM)的实测数据进行对比,验证了所建立的火星O_(2)(a^(1)Δ_(g))气辉高光谱分辨辐射传输模型的准确性;针对火星与地球大气的O_(2)(a^(1)Δ_(g))气辉,在体辐射率、自吸收效应,以及临边辐射光谱特性三个方面进行了系统深入的比较,对比结果表明,火星大气由于密度低、氧气丰度小,其自吸收效应可以忽略不计,但其O_(2)(a^(1)Δ_(g))气辉辐射强度与地球大气相当,可以用于火星大气的风场温度场与臭氧浓度的探测与反演.

阻抗渐变型丙烯酸复合涂层的可控构筑及其5G高频波段低反射高效电磁屏蔽研究

选用耐候性好、易加工、易成膜且保色性好的水性丙烯酸涂料作为基体,添加高效导电填料碳纳米管(CNT),通过添加不同比例的碳纳米管,以实现阻抗渐变型电磁屏蔽材料的有效构筑;当CNT质量含量达到1 wt%+5 wt%+25 wt%以及1 wt%+10 wt%+25 wt%时制备的多层级复合涂层,在K波段(18~27 GHz)与Ka波段(27~40 GHz),即5G高频波段表现出优异的低反射高效电磁屏蔽性能,电磁屏蔽效能(EMI SE)均可达到20 dB以上,且呈现出低反射的特点,吸收系数最多可以达到0.92.

基于合成技术的毫米波太赫兹固态功放研究进展

随着下一代通信和装备向着更大带宽和更高精确度的方向发展,毫米波太赫兹频段成为微波技术研究的重点方向。发射功率是太赫兹系统中的关键指标,功率的大小直接决定了系统的作用距离。近些年来,毫米波太赫兹频段的固态功率器件取得了显著进步,推动了国内外太赫兹固态功率放大器的工程实现。本文介绍了国际上毫米波太赫兹频段功率合成技术和固态功放的研究现状,以及我国特别是南京电子器件研究所在W波段与G波段基于径向功率合成技术、矩形波导合成技术以及硅基波导合成技术的固态功放模组的最新研究进展。

数字

3.5亿颗北京-亚利桑那巡天项目（BASS）是中国科学院国家天文台与美国亚利桑那大学之间的国际合作项目,计划利用美国的2.3米口径Bok望远镜完成北银冠天区5500平方度的g波段和r波段的图像观测。BASS已先后于2015年12月、2017年1月释放早期版本数据和第一版本数据。项目成员在获取新的观测数据,