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锥形慢波结构波导谐振腔微波发生器 被引量:4
1
作者 姜幼明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期615-618,共4页
利用二维半的 PIC等离子体物理程序设计了一种新的结构简单、体积小、重量轻、频率稳定的高功率、高效率的微波器件。此器件采用了锥形慢波结构波导谐振腔 ,不用外加引导磁场。微波频率可以设计为 f =1 .6~ 1 2 GHz,功率 Pout可达 GW。
关键词 锥形慢波结构波导谐振腔 发生器 器件
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过模慢波结构频率反射特性及谐振腔的影响 被引量:2
2
作者 张军 钟辉煌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期793-796,共4页
 利用有限元方法求解S参数矩阵,研究了过模慢波结构对圆波导TM01,TM02模的反射特性,分析了在慢波结构末端加入谐振腔后,由于两端口的不对称性而造成的对反射特性影响。结果表明,在TM01的π模频率附近,慢波结构和谐振腔组成的系统对无...  利用有限元方法求解S参数矩阵,研究了过模慢波结构对圆波导TM01,TM02模的反射特性,分析了在慢波结构末端加入谐振腔后,由于两端口的不对称性而造成的对反射特性影响。结果表明,在TM01的π模频率附近,慢波结构和谐振腔组成的系统对无谐振腔一侧端口入射TM01模的反射增大,而对有谐振腔一侧端口入射TM01模的反射减小。根据计算结果,解释了普通多波切伦柯夫振荡器所用慢波结构周期数较多的原因,说明了在多波切伦柯夫振荡器中引入谐振腔后,不但可以减少所用慢波结构周期数,而且有利于提高微波输出效率。 展开更多
关键词 S参数矩阵 有限元方法 谐振腔 过模结构 反射
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E波段椭圆弯曲折叠波导的研究
3
作者 王一哲 蔡军 +2 位作者 杜英华 张小青 冯进军 《微波学报》 北大核心 2025年第1期82-86,共5页
针对E波段宽带应用,文中提出了一种适用于宽带行波管的新型慢波结构——椭圆弯曲折叠波导。与传统的折叠波导相比,该设计将原直波导段弯曲的部分改为椭圆结构,并增加了直波导段的倾斜角度,从而更好地实现宽带性能。利用电磁场仿真软件CS... 针对E波段宽带应用,文中提出了一种适用于宽带行波管的新型慢波结构——椭圆弯曲折叠波导。与传统的折叠波导相比,该设计将原直波导段弯曲的部分改为椭圆结构,并增加了直波导段的倾斜角度,从而更好地实现宽带性能。利用电磁场仿真软件CST分析了该新型慢波结构各参数对相光速比及耦合阻抗的影响,在71 GHz~96 GHz频段范围内,椭圆弯曲折叠波导结构相较于常规折叠波导结构,在只降低了3.8%耦合阻抗的情况下,提升了77%的相光速比差值,大大改善了宽带性能。 展开更多
关键词 椭圆弯曲折叠波导 结构 E
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W波段折叠波导慢波结构设计及三维注波互作用模拟 被引量:5
4
作者 蔡军 冯进军 +2 位作者 廖复疆 黄明光 邬显平 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B12期2342-2346,共5页
本文综合分析了折叠波导的几何尺寸和电子束参数,运用电磁场软件MAFIA的粒子模拟程序对三维折叠波导慢波结构进行了模拟.模型中,电磁波通过波导模式导入;为了克服较大空间电荷效应造成的电子注发散,使用了纵向聚焦磁场.基于三维互作用... 本文综合分析了折叠波导的几何尺寸和电子束参数,运用电磁场软件MAFIA的粒子模拟程序对三维折叠波导慢波结构进行了模拟.模型中,电磁波通过波导模式导入;为了克服较大空间电荷效应造成的电子注发散,使用了纵向聚焦磁场.基于三维互作用模型得到了W波段折叠波导的模拟结果,该结果可以对折叠波导慢波结构的三维互作用性能进行预测和分析. 展开更多
关键词 折叠波导 结构 MAFIA 三维互作用模拟
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圆波导梳状慢波结构的耦合阻抗 被引量:5
5
作者 王自成 韩沛然 +6 位作者 王莉 李海强 张世杰 徐安玉 郝保良 宋培德 戴志浩 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1891-1895,共5页
对目前慢波结构的模拟计算中存在的问题进行了深人分析,并提出了新的计算耦合阻抗的方法。研究了圆波导梳状慢波结构基波的耦合阻抗,其值可以在较宽频带内大于1Ω。该结构内孔径为波长的1/4~1/3,是同一频段螺旋线慢波结构的5倍左... 对目前慢波结构的模拟计算中存在的问题进行了深人分析,并提出了新的计算耦合阻抗的方法。研究了圆波导梳状慢波结构基波的耦合阻抗,其值可以在较宽频带内大于1Ω。该结构内孔径为波长的1/4~1/3,是同一频段螺旋线慢波结构的5倍左右,能容纳比螺旋线大25倍的电流,能够承受比螺旋线大25倍的平均功率。互作用计算表明采用这种慢波结构的行波管在Ka波段可获得的最高功率达170kW。 展开更多
关键词 波导 梳状结构 耦合阻抗
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THz返波管圆波导梳状慢波结构的研究 被引量:4
6
作者 王自成 陆德坚 +6 位作者 王莉 李海强 张世杰 徐安玉 郝保良 宋培德 戴志浩 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期2792-2794,共3页
该文利用三维电磁仿真软件模拟计算了THz圆波导梳状慢波结构的负1次返波的色散和耦合阻抗。结果证实:在430-570GHz频带内,慢波结构内半径为0.175mm,约为中心频率波长的0.292倍;在760-940GHz的频带内,慢波结构内半径为0.1mm,是中心频率... 该文利用三维电磁仿真软件模拟计算了THz圆波导梳状慢波结构的负1次返波的色散和耦合阻抗。结果证实:在430-570GHz频带内,慢波结构内半径为0.175mm,约为中心频率波长的0.292倍;在760-940GHz的频带内,慢波结构内半径为0.1mm,是中心频率处波长的0.392倍。该结构较大的径向尺寸有利于提高电子注通过率。这种结构负1次返波的耦合阻抗较小,基本上小于1Ω,很好解释了现有THz返波管的电子效率小于0.01%的事实。 展开更多
关键词 太赫兹 波导梳状结构 色散:耦合阻抗
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电子注通道形貌对折叠波导慢波结构的影响 被引量:2
7
作者 王亚军 陈樟 施志贵 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期678-682,共5页
折叠波导结构是一种极具潜力的太赫兹行波管慢波电路。分析了电子注通道形貌对折叠波导高频特性的影响,包括色散特性、耦合阻抗和衰减特性。仿真结果表明,相比于圆形电子注通道,矩形电子注通道的折叠波导结构色散要略微陡一些,损耗也要... 折叠波导结构是一种极具潜力的太赫兹行波管慢波电路。分析了电子注通道形貌对折叠波导高频特性的影响,包括色散特性、耦合阻抗和衰减特性。仿真结果表明,相比于圆形电子注通道,矩形电子注通道的折叠波导结构色散要略微陡一些,损耗也要略微高一些。在中心频率处,矩形电子注通道结构的耦合阻抗比圆形电子注通道结构低0.5Ω左右。皮尔斯小信号理论表明,在中心频率处,矩形电子注通道结构和圆形电子注通道结构的增益速率分别为4.85 dB/cm和5.22 dB/cm,具有相似的3 dB带宽,约为6.3 GHz和7.2 GHz。粒子模拟表明,对于矩形和圆形电子注通道,54 mm(100个周期)的折叠波导慢波结构在220 GHz增益分别为24.42 dB和28.44 dB。 展开更多
关键词 冷测特性 折叠波导 结构 太赫兹辐射
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新型高增益太赫兹折叠波导慢波结构 被引量:1
8
作者 张芳 束小建 +2 位作者 董志伟 杨温渊 孙会芳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期44-48,共5页
提出采用分段变参数型折叠波导慢波结构提高器件增益的新方法。结合小信号理论分析和束-波互作用的三维PIC数值模拟,进行分段变参数型慢波结构的理论设计研究。通过0.345THz两段式折叠波导慢波结构的设计实现和模拟验证,结果证明,相同... 提出采用分段变参数型折叠波导慢波结构提高器件增益的新方法。结合小信号理论分析和束-波互作用的三维PIC数值模拟,进行分段变参数型慢波结构的理论设计研究。通过0.345THz两段式折叠波导慢波结构的设计实现和模拟验证,结果证明,相同的电子注工作条件下,两段式慢波结构的电子转化效率和饱和功率相对于传统均匀型慢波结构提高了94%,并可以推广应用到多段式。 展开更多
关键词 太赫兹 折叠波导结构 分段变参数 高增益
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双排矩形波导慢波结构W波段行波管 被引量:1
9
作者 王自成 唐伯俊 +2 位作者 李海强 田宏 董芳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期67-71,共5页
利用CST PIC计算了基于双排矩形波导慢波结构的W波段行波管的注波互作用,在采用10kV,70mA的电子注的条件下,在92~97GHz范围内,输出功率大于35 W,增益大于30dB,电子效率约为5%。即使在10kV较低的电压下,双排矩形波导慢波结构的尺寸仍然较... 利用CST PIC计算了基于双排矩形波导慢波结构的W波段行波管的注波互作用,在采用10kV,70mA的电子注的条件下,在92~97GHz范围内,输出功率大于35 W,增益大于30dB,电子效率约为5%。即使在10kV较低的电压下,双排矩形波导慢波结构的尺寸仍然较大,有利于降低制造难度。提出了一种基于电火花线切割的加工制造工艺,成功制造了双排矩形波导慢波结构部件。在92~97GHz范围内对所需盒形窗和电子枪进行了计算机模拟,设计、加工了盒形窗和电子枪的相关零件,制造了相关部件。将慢波结构部件和输能窗部件组装起来进行了冷测,驻波比在90~100GHz范围内小于2.067。 展开更多
关键词 W段行 双排矩形波导结构 盒形窗 PIC模拟
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345 GHz微折叠波导慢波结构的粗糙度和加工垂直度 被引量:2
10
作者 张芳 董志伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期212-216,共5页
通过理论和数值模拟方法,考虑金属粗糙度的情况下,研究了加工垂直度公差角在0~6°范围内变化时折叠波导慢波结构的工作性能,结果表明:金属波导表面的粗糙度增大时,慢波结构中电磁信号的传输损耗增大;垂直度公差角的增大也使得电... 通过理论和数值模拟方法,考虑金属粗糙度的情况下,研究了加工垂直度公差角在0~6°范围内变化时折叠波导慢波结构的工作性能,结果表明:金属波导表面的粗糙度增大时,慢波结构中电磁信号的传输损耗增大;垂直度公差角的增大也使得电磁信号的传输损耗增加,而且垂直度公差角所引起的结构变化会引起器件的电压工作点漂移、带宽降低等. 展开更多
关键词 太赫兹 折叠波导 结构 粗糙度 垂直度
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Ku波段光子晶体加载曲折波导慢波结构 被引量:4
11
作者 石鲁珍 殷海荣 +3 位作者 唐涛 魏彦玉 王文祥 宫玉彬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期980-984,共5页
研究了Ku波段光子晶体加载曲折波导慢波结构的色散特性和耦合阻抗。用电磁仿真软件CST MWS进行了仿真,讨论了慢波结构外光子晶体对慢波通道内电磁波的选择通过性。对具有相同结构尺寸慢波结构的研究结果表明:光子晶体加载慢波结构的色... 研究了Ku波段光子晶体加载曲折波导慢波结构的色散特性和耦合阻抗。用电磁仿真软件CST MWS进行了仿真,讨论了慢波结构外光子晶体对慢波通道内电磁波的选择通过性。对具有相同结构尺寸慢波结构的研究结果表明:光子晶体加载慢波结构的色散比传统曲折波导慢波结构的色散低;和传统曲折波导慢波结构相比,光子晶体加载曲折波导慢波结构的耦合阻抗略高。 展开更多
关键词 曲折波导 光子晶体 结构 色散特性 耦合阻抗
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340 GHz菱形曲折波导慢波结构
12
作者 郭靖宇 师凝洁 +7 位作者 王禾欣 董洋 王战亮 路志刚 段兆云 巩华荣 宫玉彬 王少萌 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期483-489,共7页
提出并研究了一种菱形曲折波导慢波结构。与传统的矩形曲折波导慢波结构相比,菱形曲折波导慢波结构在相同频带下拥有更大的尺寸,在相同尺寸下拥有更宽的带宽。同时提出了适用于这种慢波结构的输入-输出过渡结构和衰减器。在此基础上,设... 提出并研究了一种菱形曲折波导慢波结构。与传统的矩形曲折波导慢波结构相比,菱形曲折波导慢波结构在相同频带下拥有更大的尺寸,在相同尺寸下拥有更宽的带宽。同时提出了适用于这种慢波结构的输入-输出过渡结构和衰减器。在此基础上,设计了一种用于行波管的340 GHz菱形曲折波导慢波结构,并采用相速负跳变技术提高了其增益。模拟仿真结果表明,在加载电压为15.3 kV,电流为35 mA的圆形电子注的情况下,行波管在343 GHz的输出功率和增益分别达到8 W和33 dB,其3-dB带宽范围为330∼348 GHz。 展开更多
关键词 菱形曲折波导 结构 相速负跳变 3-dB带宽
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切伦柯夫相互作用中分段式慢波结构与均匀慢波结构的比较研究 被引量:2
13
作者 张军 钟辉煌 舒挺 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期345-348,共4页
 分析了切伦柯夫束波相互作用中使用单段慢波结构的缺点。指出在分段式慢波结构中,漂移段及其两端的慢波结构组成一Bragg谐振腔,当漂移段长度合适时,根据渡越时间效应理论,这种结构能减小调制束中电子的速度分散,提高束波转化效率。通...  分析了切伦柯夫束波相互作用中使用单段慢波结构的缺点。指出在分段式慢波结构中,漂移段及其两端的慢波结构组成一Bragg谐振腔,当漂移段长度合适时,根据渡越时间效应理论,这种结构能减小调制束中电子的速度分散,提高束波转化效率。通过粒子模拟方法,比较了均匀慢波结构与分段式慢波结构中束波相互作用的物理图像,验证了理论分析结果,并说明了后者有束密度群聚充分,束电子速度分散小,产生微波功率高、频谱质量好,最佳工作电流大,输入电功率高等优点。 展开更多
关键词 分段式结构 渡越时间效应 Bragg谐振腔 Cerenkov相互作用
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带慢波结构的虚阴极振荡器 被引量:1
14
作者 耿力东 杨宇 +2 位作者 伍友成 郝世荣 张南川 《微波学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期89-92,共4页
为探索新型高效率微波器件,受其它带慢波结构器件的启发,设计了由微波预调制腔、慢波结构腔和微波提取腔组成的新型虚阴极振荡器。研究表明,由于慢波结构的存在,束-波转换效率高于普通虚阴极振荡器,在电压550kV、电流16kA下,可以获得频... 为探索新型高效率微波器件,受其它带慢波结构器件的启发,设计了由微波预调制腔、慢波结构腔和微波提取腔组成的新型虚阴极振荡器。研究表明,由于慢波结构的存在,束-波转换效率高于普通虚阴极振荡器,在电压550kV、电流16kA下,可以获得频率为1.95GHz,1.4GW的周期平均功率,16%的转换效率。随后在加速器平台进行了初步的实验研究,获得了辐射功率约600MW,频率约1.94GHz的微波输出,频率单一,可实现锁频。分析知,由于阴极制作过程导致电子发射不均匀是影响效率的主要原因。实验所测得的束-波转换效率达5%,表明该结构的高功率微波器件可以提高束波转换效率。 展开更多
关键词 结构 虚阴极振荡器 谐振腔 粒子模拟
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矩形波导加载光栅结构的太赫兹振荡器(英文) 被引量:1
15
作者 张开春 陈科 +2 位作者 王奇 盛昌建 袁学松 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期655-659,共5页
采用矩形波导加载光栅的慢波结构作为太赫兹返波管的高频结构,通过理论分析和电磁仿真研究了该慢波结构的色散特性和互作用阻抗,理论分析结果和仿真结果能很好地吻合.在理论分析的基础上,设计了一个中心频率为340 GHz的返波管,经粒子模... 采用矩形波导加载光栅的慢波结构作为太赫兹返波管的高频结构,通过理论分析和电磁仿真研究了该慢波结构的色散特性和互作用阻抗,理论分析结果和仿真结果能很好地吻合.在理论分析的基础上,设计了一个中心频率为340 GHz的返波管,经粒子模拟软件计算,在较低电流密度的情况下该返波管输出功率达100mW且可调带宽约30 GHz. 展开更多
关键词 矩形波导光栅 结构 太赫兹
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基于慢波半模基片集成波导的等长等宽小型化移相器
16
作者 黄文 陈肖 任仪 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2747-2753,共7页
针对基片集成波导移相器小型化、高性能的需求,本文提出了基于慢波半模基片集成波导(Slow-Wave Half-Mode Substrate Integrated Waveguide,SW-HMSIW)的等长等宽小型化移相器.该SW-HMSIW上层金属表面由微带折线单元周期性加载构成,提高... 针对基片集成波导移相器小型化、高性能的需求,本文提出了基于慢波半模基片集成波导(Slow-Wave Half-Mode Substrate Integrated Waveguide,SW-HMSIW)的等长等宽小型化移相器.该SW-HMSIW上层金属表面由微带折线单元周期性加载构成,提高了SW-HMSIW的等效介电常数和磁导率,从而降低了SW-HMSIW的截止频率和相速度,实现了慢波效应并获得尺寸的减小.此外,可以通过调节微带折线单元横向和纵向的尺寸,灵活调节SW-HMSIW的相速度和截止频率.基于这一原则,本文设计实现了SW-HMSIW等长等宽小型化移相器,同时它具有较宽的工作带宽.测试结果表明,所设计的移相器在8.7~14.2 GHz内实现了90°±4°的相移量,相对带宽为48%,回波损耗优于12 dB,具有良好的传输性能和移相效果,并且具有小型化和等长等宽结构特点,适用于在大规模阵列天线的应用. 展开更多
关键词 移相器 基片集成波导 小型化 结构
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一种新型慢波结构TM_(01)-TE_(11)模式转换器的数值模拟 被引量:3
17
作者 丁敦高 钱宝良 袁成卫 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期966-970,共5页
设计了一种新型L波段慢波结构式圆波导TM01-TE11模式转换器,该转换器的尺寸为15.0cm×40.8 cm,通过金属分割片将圆波导分成两个180°区域并在其中一个区域内设置半环形慢波结构。当TM01入射时,在两个区域内激励起扇形波导TE1... 设计了一种新型L波段慢波结构式圆波导TM01-TE11模式转换器,该转换器的尺寸为15.0cm×40.8 cm,通过金属分割片将圆波导分成两个180°区域并在其中一个区域内设置半环形慢波结构。当TM01入射时,在两个区域内激励起扇形波导TE11模式,由于慢波结构的存在,该模式在两个区域内的传播常数不一样。适当调节慢波结构的参数,可使两个区域内传输的扇形TE11模式在金属分割片尾部相位相差180°,这两个扇形TE11模式耦合成为圆波导TE11模式输出,实现模式转换。建立数值模型并进行了模拟,结果表明在工作频率1.8 GHz处转换效率96%,反射率低于0.04,功率容量超过1.7 GW。 展开更多
关键词 高功率微 结构 模式转换器 扇形截面波导 TM01模 TE11模
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基于慢波半模基片集成波导的紧凑型平衡滤波器设计 被引量:2
18
作者 朱宏彬 纪磊 +1 位作者 李晓春 毛军发 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2739-2746,共8页
本文基于慢波半模基片集成波导(Slow-Wave Half-Mode Substrate Integrated Waveguide,SW-HMSIW)结构,设计了一款紧凑型平衡滤波器.该滤波器由金属盲孔阵列加载的SW-HMSIW多模谐振腔、两对间距0.5λ_(g)的差分馈电线(λ_(g)为滤波器中... 本文基于慢波半模基片集成波导(Slow-Wave Half-Mode Substrate Integrated Waveguide,SW-HMSIW)结构,设计了一款紧凑型平衡滤波器.该滤波器由金属盲孔阵列加载的SW-HMSIW多模谐振腔、两对间距0.5λ_(g)的差分馈电线(λ_(g)为滤波器中心频率处的波长)组成.该平衡滤波器由于利用了HMSIW多模谐振腔的不同模式,TE_(102)^(SW)和TE_(106)^(SW)两个模式工作在共模(Common Mode,CM)状态,而TE_(103)^(SW),TE_(104)^(SW),TE_(105)^(SW)这3个模式工作在差模(Differential Mode,DM)状态;因此该滤波器相较于已发表文献中的SIW平衡滤波器,具有更宽的工作带宽.进一步,慢波结构的引入实现了对HMSIW多模谐振腔不同模式谐振频率的调控,明显降低了谐振腔的纵向及横向尺寸,实现了滤波器的紧凑化设计.本文提出的滤波器,其总尺寸为1.86λ_(g)×0.34λ_(g),-3 dB DM工作相对带宽可达32%,-20 dB CM抑制相对带宽可达23%.与同类HMSIW平衡滤波器相比,本文提出的SW-HMSIW平衡滤波器的电路面积减小了约42%. 展开更多
关键词 平衡滤 半模基片集成波导 多模谐振腔 结构 小型化
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三级级联光子晶体曲折波导慢波系统的研究
19
作者 崔俊婷 易红霞 黄明光 《真空科学与技术学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期561-566,共6页
基于三级级联模式,通过在漂移段采用切断方式、在预群聚段和辐射段采用光子晶体加载所需模式,利用CST对太赫兹波段光子晶体曲折波导慢波结构的高频特性作了模拟计算。计算结果表明:在f=225 GHz处,光子晶体加载曲折波导慢波结构有较平缓... 基于三级级联模式,通过在漂移段采用切断方式、在预群聚段和辐射段采用光子晶体加载所需模式,利用CST对太赫兹波段光子晶体曲折波导慢波结构的高频特性作了模拟计算。计算结果表明:在f=225 GHz处,光子晶体加载曲折波导慢波结构有较平缓的色散关系,耦合阻抗为3.7Ω;当工作电压为13 kV、电流为56 mA、电子注半径为0.09 mm时,慢波结构在输入功率为5 mW情况下在f=225 GHz处具有30.4 d B的增益;与相同条件下的普通曲折波导慢波结构相比,频带显著变宽,输出功率增大1.4倍。 展开更多
关键词 结构 曲折波导 光子晶体 三级级联
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0.22THz折叠波导行波管部件设计与加工 被引量:16
20
作者 徐翱 胡林林 +3 位作者 阎磊 陈洪斌 金晓 周传明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2135-2140,共6页
以理论推导和三维模拟仿真设计为基础,设计优化了0.22THz折叠波导行波管电子枪、慢波结构、永磁聚焦系统、输入/输出结构、收集极等部分,并结合大量的工艺实验,探索和研究了各种精密加工方法和组装焊接工艺,最后完成了符合这些部分设计... 以理论推导和三维模拟仿真设计为基础,设计优化了0.22THz折叠波导行波管电子枪、慢波结构、永磁聚焦系统、输入/输出结构、收集极等部分,并结合大量的工艺实验,探索和研究了各种精密加工方法和组装焊接工艺,最后完成了符合这些部分设计要求的高精度零件加工和组装焊接样品。 展开更多
关键词 折叠波导 电子枪 结构 永磁聚焦系统 收集极
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