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基于碳纳米管冷阴极的带状注栅控电子枪
1
作者 黄博文 王少哲 +6 位作者 陈旭媛 柳建龙 袁学松 吕志方 巩华荣 宫玉彬 段兆云 《微波学报》 北大核心 2025年第1期70-75,共6页
碳纳米管冷阴极具有良好的场致发射特性,在行波管的电子枪中具有潜在的应用前景。文中基于场致发射理论,研究了一支适用于G波段行波管的碳纳米管冷阴极带状注栅控电子枪。该电子枪由阴极、阴影栅、控制栅、聚焦极和阳极组成。阴极发射... 碳纳米管冷阴极具有良好的场致发射特性,在行波管的电子枪中具有潜在的应用前景。文中基于场致发射理论,研究了一支适用于G波段行波管的碳纳米管冷阴极带状注栅控电子枪。该电子枪由阴极、阴影栅、控制栅、聚焦极和阳极组成。阴极发射面为椭圆形,椭圆长半轴长度为0.8 mm,短半轴长度为0.4mm,两个栅极的开孔形状均为方格网状,而聚焦极通道形状为椭圆形,可以将电子注进一步压缩为带状注。文中分析了电子枪中电场分布以及不同阴影栅厚度对电子注的影响。CST模拟结果表明,当阴极电压为-24.6 kV时,电子枪的阴极发射电流为36.9 mA,射程为7.2 mm,注腰处的横向尺寸为0.52 mm×0.15 mm,电子注截面的面积压缩比为12.9,各电极均无电流截获。本研究为碳纳米管冷阴极应用于G波段行波管奠定了理论基础。 展开更多
关键词 碳纳米管 控制栅 带状注 电子枪
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适用于G波段超构表面行波管的多注电子枪研究
2
作者 孙世昭 邹建军 +4 位作者 江胜坤 陈旭媛 王战亮 宫玉彬 段兆云 《微波学报》 北大核心 2025年第1期58-62,共5页
G波段超构表面行波管具有天然的双电子注通道,电子注可以在超构表面两侧传输,和超构表面的局域增强电场进行注波互作用,可提高G波段行波管的输出功率和效率。本文研究了一支适用于G波段超构表面行波管的多注电子枪,其采用八个相同的圆... G波段超构表面行波管具有天然的双电子注通道,电子注可以在超构表面两侧传输,和超构表面的局域增强电场进行注波互作用,可提高G波段行波管的输出功率和效率。本文研究了一支适用于G波段超构表面行波管的多注电子枪,其采用八个相同的圆形阴极构成双排阵列,以产生双排多电子注,同时设计了一种三级聚焦极,使双排多电子注聚焦并与电子注通道适配。模拟结果表明,当注电压为24.6 kV、阴极半径为0.15 mm时,总注电流达到173 mA,阴极发射电流密度为30.6 A/cm^(2),射程为13 mm。静态流通模拟结果表明,在0.2 T的均匀磁场聚焦下,电子注在超构表面慢波结构中可以传输70 mm。该研究为G波段超构表面行波管的研究奠定理论基础。 展开更多
关键词 G波段 超构表面行波管 多注电子枪 三级聚焦极
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带状束矩形栅毫米波行波管的研究 被引量：9
3
作者 宫玉彬 路志刚 +3 位作者 王冠军 魏彦玉 黄民智 王文祥 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期173-178,共6页
为了克服单模近似法(SMA)在分析矩形栅慢波系统高频特性的局限性,用“本征函数法”得到了其色散特性,进而求得耦合阻抗.并针对矩形栅的两种典型结构(浅槽栅和深槽栅)进行数值计算,分析了金属栅的几何尺寸对系统高频特性的影响.设计出3 c... 为了克服单模近似法(SMA)在分析矩形栅慢波系统高频特性的局限性,用“本征函数法”得到了其色散特性,进而求得耦合阻抗.并针对矩形栅的两种典型结构(浅槽栅和深槽栅)进行数值计算,分析了金属栅的几何尺寸对系统高频特性的影响.设计出3 cm、8mm波段的矩形栅模型,进行实验测量,实验值与理论值符合良好.导出了考虑电子注时的“热”色散方程,得到其小信号增益,讨论了电子注参数和慢波电路几何尺寸对小信号增益的影响,为矩形栅慢波系统行波管的设计提供了理论基础. 展开更多
关键词 行波管 矩形栅 本征函数法 带状束 线性理论
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矩形栅慢波系统的理论与实验研究 被引量：4
4
作者 宫玉彬 徐如清 +3 位作者 路志刚 魏彦玉 王冠军 王文祥 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期352-355,共4页
为了克服单模近似法在分析矩形栅慢波系统高频特性时的局限性,采用了一种新的方法,即在表示槽区内的场时,保留其高次项,表为一无限本征驻波之和的形式,利用场匹配法得到其色散特性,进而求得耦合阻抗。然后针对矩形栅慢波系统进行了数值... 为了克服单模近似法在分析矩形栅慢波系统高频特性时的局限性,采用了一种新的方法,即在表示槽区内的场时,保留其高次项,表为一无限本征驻波之和的形式,利用场匹配法得到其色散特性,进而求得耦合阻抗。然后针对矩形栅慢波系统进行了数值计算,并分析了金属栅的几何尺寸对系统高频特性的影响,以作为器件设计的参考。设计出3cm、8mm波段的矩形栅高频结构模型,进行实验测量,得到的实验值与理论值符合良好。 展开更多
关键词 矩形栅 色散关系 耦合阻抗 慢波系统
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相对论返波管中的脉冲缩短现象 被引量：3
5
作者 宫玉彬 张章 +2 位作者 魏彦玉 王文祥 黄民智 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1567-1570,共4页
　脉冲缩短现象是高功率微波器件中普遍存在的物理现象,它将导致输出微波的能量低于预期值。用粒子模拟的方法研究了相对论返波管在填充氦气以及存在中性背景气体时的脉冲缩短现象。从计算结果可以看出,器件内残留的中性背景气体是产生... 　脉冲缩短现象是高功率微波器件中普遍存在的物理现象,它将导致输出微波的能量低于预期值。用粒子模拟的方法研究了相对论返波管在填充氦气以及存在中性背景气体时的脉冲缩短现象。从计算结果可以看出,器件内残留的中性背景气体是产生脉冲缩短的原因之一,但并不是最重要的因素;对于充气的相对论返波管,为了展宽脉宽,充气气压必须控制在一个适当的水平。器件内部强电场的射频击穿和慢波系统表面的爆炸发射可能是引起脉冲缩短的更为重要的因素。 展开更多
关键词 脉冲缩短 高功率微波 粒子模拟
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新型慢波系统毫米波行波管研究 被引量：2
6
作者 宫玉彬 魏彦玉 +14 位作者 黄民智 赵国庆 巩华荣 殷海荣 唐涛 徐进 许雄 何俊 张长青 廖明亮 郭彍 岳玲娜 路志刚 段兆云 王文祥 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第S1期404-408,共5页
研究了三种新型的曲折波导慢波系统,分别是曲折双脊波导、脊加载曲折波导和矩形槽加载曲折波导。给出了其高频特性的理论和仿真结果。然后介绍了基于常规曲折波导和脊加载曲折波导慢波系统的Ka波段行波管的实验结果。
关键词 慢波结构 毫米波 行波管 曲折波导
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环板行波管互作用区的热分析 被引量：1
7
作者 宫玉彬 覃志东 +2 位作者 王文祥 蓝永海 黎晓云 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1848-1852,共5页
本文运用热力学方法对环板行波管互作用区进行了详细的热分析,首先由热传导方程导出了求解热传导率随温度改变的部件温升的方程.为求解该方程,详细分析了各部件的几何因子,在此基础上,近似考虑界面热阻,给定单位轴向长度的耗散功率和几... 本文运用热力学方法对环板行波管互作用区进行了详细的热分析,首先由热传导方程导出了求解热传导率随温度改变的部件温升的方程.为求解该方程,详细分析了各部件的几何因子,在此基础上,近似考虑界面热阻,给定单位轴向长度的耗散功率和几何参量,对各部件温升和环上的最高点温度进行了详细的数值模拟,分析了热的和几何的参量对环板行波管热状态的影响.本文的工作有益于环板行波管的设计,并可以推广到环板慢波系统的变态结构. 展开更多
关键词 环板行波管 互作用区 热分析 热传导
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毫米波宽带TWT双交错慢波结构的理论 被引量：3
8
作者 宫玉彬 莫元龙 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第3期284-290,共7页
分析了两种新型的毫米波耦合腔TWT的慢波电路-交错式梯形电路。提出了一种求解双交错梯形电路色散特性的新方法:腔场平均法,验证了此方法的正确性,并进行了数值计算。分析了影响双交错带宽的诸因素,得到了40％的冷带宽及20％的热带宽。... 分析了两种新型的毫米波耦合腔TWT的慢波电路-交错式梯形电路。提出了一种求解双交错梯形电路色散特性的新方法:腔场平均法,验证了此方法的正确性,并进行了数值计算。分析了影响双交错带宽的诸因素,得到了40％的冷带宽及20％的热带宽。同时对单交错和双交错电路的带宽和耦合阻抗进行了比较。 展开更多
关键词 毫米波行波管 冷带宽 热带宽 结构
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脊加载环板行波管高频特性的研究 被引量：1
9
作者 宫玉彬 王文祥 +2 位作者 魏彦玉 孙嘉鸿 刘盛纲 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期64-68,共5页
脊加载环板行波管是一种频带相对较宽的大功率行波管 ,本文用场匹配和变分原理相结合的方法 ,研究了脊加载环板慢波结构的导波特性及这种行波管的小信号、大信号特性 ,讨论了结构的几何尺寸及电子注参量对慢波的传播特性、小信号增益及... 脊加载环板行波管是一种频带相对较宽的大功率行波管 ,本文用场匹配和变分原理相结合的方法 ,研究了脊加载环板慢波结构的导波特性及这种行波管的小信号、大信号特性 ,讨论了结构的几何尺寸及电子注参量对慢波的传播特性、小信号增益及注 波互作用非线性效应的影响 .本文的结果将为脊加载环板行波管的设计提供理论基础 . 展开更多
关键词 脊加载环板 行波管 慢波系统 高频特性
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大功率毫米波环板行波管注波互作用线性理论研究
10
作者 宫玉彬 覃志东 +1 位作者 王文祥 蓝永海 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期251-256,共6页
考虑了电子注的厚度和相对论效应 ,采用场匹配和变分法中的特殊方法—Ritz Galerkin法 ,导出了考虑电子束空间电荷效应的环板行波管的热色散方程 ,并对该方程进行数值求解 ,得到了其小讯号增益 ,讨论了慢波系统几何尺寸和电子注参量对... 考虑了电子注的厚度和相对论效应 ,采用场匹配和变分法中的特殊方法—Ritz Galerkin法 ,导出了考虑电子束空间电荷效应的环板行波管的热色散方程 ,并对该方程进行数值求解 ,得到了其小讯号增益 ,讨论了慢波系统几何尺寸和电子注参量对小信号增益的影响 。 展开更多
关键词 大功率毫米波环板行波管 小讯号增益 线性理论 电子注 设计 热色散方程
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双交错Millitron慢波系统的实验研究
11
作者 宫玉彬 莫元龙 孙嘉鸿 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第6期655-658,共4页
讨论了双交错Millitron慢波系统的设计方法,并采用通过式谐振法对双交错Millitron的色散特性进行了实验研究,给出了实验结果,并和作者所得到的理论结果[4]进行了比较,分析了出现误盖的原因。
关键词 双交错 慢波系统 谐振法 行波管
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大功率多电子注TWT的大信号互作用分析与计算
12
作者 宫玉彬 王文祥 刘盛纲 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第S1期33-38,共6页
多电子注技术是提高行波管功率水平的一种有效方法，其慢波结构为紧密耦合的螺旋线、梯形线或耦合腔阵列。文中将对以耦合腔阵列作为慢波结构的多电子注行波管进行分析，建立大信号分析的物理和数学模型，编制大信号计算程序，给定输入... 多电子注技术是提高行波管功率水平的一种有效方法，其慢波结构为紧密耦合的螺旋线、梯形线或耦合腔阵列。文中将对以耦合腔阵列作为慢波结构的多电子注行波管进行分析，建立大信号分析的物理和数学模型，编制大信号计算程序，给定输入功率，计算得到了多电子注行波管的饱和功率、增益和电子效率。 展开更多
关键词 多电子注 捆扎式多通道慢波系统 大信号分析 饱和功率
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一种适用于空心电子束的慢波系统的理论
13
作者 宫玉彬 王文祥 覃志东 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期484-488,共5页
提出了一种新型同轴慢波系统——紧密缠绕螺旋线介质棒加载盘荷波导,解析推导了其色散方程和耦合阻抗的表达式,并给出了数值计算结果。结果表明:新型导波结构作为行波管的慢波系统,不但可使行波管具有相对较宽的频带,又可使其具有较高... 提出了一种新型同轴慢波系统——紧密缠绕螺旋线介质棒加载盘荷波导,解析推导了其色散方程和耦合阻抗的表达式,并给出了数值计算结果。结果表明:新型导波结构作为行波管的慢波系统,不但可使行波管具有相对较宽的频带,又可使其具有较高的耦合阻抗。 展开更多
关键词 慢波系统 空心电子束 波导
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真空微二极管发射特性的解析解
14
作者 宫玉彬 王文祥 谢克难 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期108-110,共3页
通过保角变换方法，对具有椭圆锥形发射体的真空微电子二极管进行了研究，求得了二极管区域内电位分布和电场分布的解析表达式，进而得到了电场强度和场致发射电流密度与尖端曲率之间的关系．
关键词 真空微电子 场致发射 二极管
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真空微电子二极管的隧道效应
15
作者 宫玉彬 王文祥 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第S1期92-95,共4页
采用许瓦兹－克里斯托福变换，求得了以椭圆锥为发射体的真空微电子二极管区域的电位分布的解析解。采用自由电子模型，运用ＷＫＢ近似，对真空微电子二极管的表面势垒和隧道电流进行了理论研究，求得了表面势垒和隧道电流的表达式，并... 采用许瓦兹－克里斯托福变换，求得了以椭圆锥为发射体的真空微电子二极管区域的电位分布的解析解。采用自由电子模型，运用ＷＫＢ近似，对真空微电子二极管的表面势垒和隧道电流进行了理论研究，求得了表面势垒和隧道电流的表达式，并进行了数值计算。 展开更多
关键词 二极管 真空微电子 保角变换 隧道效应
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毫米波双交错梯形耦合腔链的研究
16
作者 宫玉彬 周咏冬 +1 位作者 莫元龙 孙家鸿 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期19-22,共4页
本文分析了一种新型的毫米波ＴＷＴ慢波电路─—双交错式梯形电路。提出了求解双交错梯形慢波电路色散特性的三维有限元法和腔场平均法，求得了双交错慢波结构的三维场分布，同时进行了实验研究，实验结果和理论值良好符合。
关键词 梯形耦合腔链 色散特性 毫米波 TWT慢波电路
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考虑螺旋带径向厚度的螺旋线慢波系统的研究 被引量：9
17
作者 段兆云 宫玉彬 +2 位作者 王文祥 雷文强 蓝永海 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期905-910,共6页
　分析了具有夹持杆和金属屏蔽筒并且考虑了螺旋带径向厚度的螺旋线慢波系统的色散特性和耦合阻抗。通过用切比雪夫多项式来展开螺旋带上的面电流,用真空层来模拟螺旋带的厚度,用均匀分层介质来等效介质夹持杆,得到了色散方程和耦合阻... 　分析了具有夹持杆和金属屏蔽筒并且考虑了螺旋带径向厚度的螺旋线慢波系统的色散特性和耦合阻抗。通过用切比雪夫多项式来展开螺旋带上的面电流,用真空层来模拟螺旋带的厚度,用均匀分层介质来等效介质夹持杆,得到了色散方程和耦合阻抗的表达式。与实验数据相比,考虑螺旋带厚度所得出的结果明显优于未考虑其厚度的结果。利用该模型设计了两个工作在3GHz的螺旋线慢波系统。 展开更多
关键词 螺旋带 夹持杆 色散特性 耦合阻抗 径向厚度 螺旋线慢波系统 螺旋线行波管
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W波段交错双栅返波振荡器高频系统 被引量：9
18
作者 赖剑强 魏彦玉 +4 位作者 黄民智 唐涛 许雄 刘洋 宫玉彬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2164-2168,共5页
将矩形交错双栅结构作为慢波电路并提出与之配套的过渡结构和输出耦合器,设计了利用带状电子注工作在W波段的返波振荡器。提出的过渡结构和耦合器解决了该类直波导型器件的信号传输衰减大、反射强等难题。相对于传统圆形电子注器件,该... 将矩形交错双栅结构作为慢波电路并提出与之配套的过渡结构和输出耦合器,设计了利用带状电子注工作在W波段的返波振荡器。提出的过渡结构和耦合器解决了该类直波导型器件的信号传输衰减大、反射强等难题。相对于传统圆形电子注器件,该器件得到了较大的功率提升。利用三维粒子模拟计算的方法,在电流12mA时通过调节工作电压,在92～98GHz频带内得到了数W的稳定平均功率输出,信号中心频率非常接近设计频率,且单色性好,谐波分量小。 展开更多
关键词 返波振荡器 W波段 交错双栅 慢波结构 带状电子注
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OAM光通信技术研究进展 被引量：33
19
作者 郭忠义 龚超凡 +4 位作者 刘洪郡 李晶晶 王子坤 杨阳 宫玉彬 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期90-123,共34页
涡旋光束携带的轨道角动量(OAM)为光波的空间域提供了新的维度资源,吸引了越来越多研究人员的关注。由于具有不同OAM模式值的涡旋光束相互正交,因此将OAM模式引入传统光通信领域,衍生出两种新的应用机制--OAM键控(OAM-SK)与OAM复用(OAM-... 涡旋光束携带的轨道角动量(OAM)为光波的空间域提供了新的维度资源,吸引了越来越多研究人员的关注。由于具有不同OAM模式值的涡旋光束相互正交,因此将OAM模式引入传统光通信领域,衍生出两种新的应用机制--OAM键控(OAM-SK)与OAM复用(OAM-DM),这为未来实现高速、大容量及高频谱效率的光通信技术提供了潜在的解决方案。本文将从OAM光束的类别和产生方法等基本概念理论出发,对这两种通信应用机制相关的典型研究案例做简要概述,并重点论述三种关键技术,包括OAM光束复用技术、OAM光束解调技术以及OAM光通信的大气湍流效应抑制技术。最后,对OAM光通信技术的未来发展趋势及其前景进行了分析与展望。 展开更多
关键词 轨道角动量 自由空间光通信 OAM复用 大气湍流
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阶梯加载矩形波导栅慢波系统的研究 被引量：8
20
作者 路志刚 魏彦玉 +1 位作者 宫玉彬 王文祥 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期349-354,共6页
提出了一种新型的毫米波行波管慢波结构———阶梯加载矩形波导栅慢波系统.考虑槽区内场的高次项,利用各阶梯相邻面的阶跃条件以及互作用区和加载区的场匹配条件,获得了该结构的色散方程,并导出耦合阻抗.讨论了主模在其中的传播情况,并... 提出了一种新型的毫米波行波管慢波结构———阶梯加载矩形波导栅慢波系统.考虑槽区内场的高次项,利用各阶梯相邻面的阶跃条件以及互作用区和加载区的场匹配条件,获得了该结构的色散方程,并导出耦合阻抗.讨论了主模在其中的传播情况,并分析了系统结构参数变化对慢波电路高频特性的影响.数值计算表明加载阶梯的尺寸对此结构内波的传播特性有很大影响,可以根据不同的要求来选取具体设计参数.该结果为进一步研究和设计此类行波管高频系统提供了理论基础. 展开更多
关键词 行波管 阶梯加载 场匹配方法 色散 耦合阻抗
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