中国电子科技集团公司第十二研究所微波电真空器件国家级重点实验室, 北京 100015
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波段行波管 电子枪 热形变 G band traveling wave tube electron gun thermal deformation 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(7): 895
北京真空电子技术研究所微波电真空器件国家重点实验室, 北京 100015
短毫米波及太赫兹行波管具有宽频宽、大功率、高效率等优点, 在高分辨成像、高速通信、电子对抗等领域有着广泛的应用前景。分析和评述了国内外研究单位的研制水平, 以及作者近年来研发的行波管, 频率覆盖 E波段、W波段、G波段和 Y波段等多个频段。为进一步提升毫米波及太赫兹行波管输出功率, 在新型折叠波导慢波结构、相速再同步技术、周期聚焦磁场 (PCM)聚焦带状电子注、多注集成等方向开展了分析与实验研究, 为器件的性能提升和应用推进提供技术支持。
毫米波 太赫兹 行波管 折叠波导 真空电子放大器 millimeter wave terahertz Traveling Wave Tubes Folding Waveguides vacuum electronic amplifier 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(4): 507
中国电子科技集团公司第十二研究所微波电真空器件国家级重点实验室, 北京 100015
详细研究了利用紫外-光刻、电铸(UV-LIGA)技术制作全铜结构折叠波导各个阶段中氢气退火工艺对实验的影响。氢气退火工艺主要用于两个阶段: 第一阶段为对铜基板的烧氢处理 (前期), 第二阶段为实现金属结构后对基板和铸层整体的烧氢处理(后期)。实验发现, 前期氢气退火除清洁基板、降低内应力外, 还能发生晶界迁移, 使晶粒在高温下生长趋于稳定, 利于生长与之结合更紧密的电铸层。但该处理需提前至基板抛光之前, 否则会导致平整度变差。后期氢气退火除检测全铜结构能否经受高温焊接外, 还有助于进一步去除光刻胶, 并促进基板和铸层在高温下生长为结合紧密的共同体。
氢气退火 紫外-光刻、电铸技术 慢波结构 折叠波导 hydrogen annealing Ultraviolet-Lithographie Galvanoformung Abformung slow wave structure folded waveguide 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(10): 1198
中国电子科技集团公司第十二研究所微波电真空器件国家级重点实验室, 北京 100015
针对大功率折叠波导行波管 (TWT)对高导热衰减材料的迫切需求, 开展了硼掺杂金刚石膜制备和介电性能研究, 在此基础上研制出硼掺杂金刚石衰减器并探究衰减器性能的热稳定性。研究结果表明, 硼掺杂浓度为 1.81×1019 cm -3的金刚石膜, 在 W波段介电常数和损耗角正切平均值分别为 7.18和 0.30; 随着环境温度从室温升高至 90 ℃, 在 85~110 GHz范围内, 硼掺杂金刚石衰减器的 |S11 |由 19.67 dB提高至 20.94 dB, |S21 |由 44.03 dB提高至 45.63 dB, 呈现出较高的热稳定性。
硼掺杂金刚石膜 介电性能 衰减器 热稳定性 boron-doped diamond film dielectric property attenuator thermal stability 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(10): 1189
强激光与粒子束
2020, 32(10): 103003
National Key Laboratory of Science and Technology on Vacuum Electronics, Beijing Vacuum Electronics Research Institute, Beijing0005, China
提出了一种适用于850 GHz太赫兹波成像系统的可调谐再生反馈振荡器。使用UV-LIGA微加工工艺制作慢波结构，可满足折叠波导在太赫兹频段的尺寸需求。使用CST微波工作室对折叠波导色散特性进行设计，同时针对于行波管和再生反馈振荡器中折叠波导的结构，阐明了影响频率调谐的因素。此外，对带衰减的反馈回路进行仿真模拟，并使用三维粒子模拟验证了整体设计。改变电子注电压可实现振荡频率可调，振荡从单频状态逐渐变为多频状态，整体输出功率均大于200 mW。
再生反馈振荡器 太赫兹 折叠波导 PIC模拟 regenerative feedback oscillator terahertz folded waveguide PIC solver 强激光与粒子束
2019, 31(12): 123101
北京真空电子技术研究所 微波电真空器件国家重点实验室，北京 100015
在太赫兹频段，折叠波导慢波结构的损耗很大，因此需要在设计220 GHz 折叠波导行波管慢波结构时进行深入研究。首先通过软件仿真的方法预测了慢波结构的S 参数，然后利用紫外光刻、电镀和微铸模成型(UV-LIGA)工艺制作了慢波结构样品并进行测量。测量结果表明，该样品在220 GHz 时衰减系数约为240 dB/m，与仿真结果符合较好。显微照片显示，该样品产生了形变，造成高频段2 种结果存在差异。
折叠波导 损耗 衰减 太赫兹 folded waveguide loss attenuation terahertz 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(5): 718
北京真空电子技术研究所 微波电真空器件国家重点实验室，北京 100015
介绍了太赫兹频段真空电子器件的研究和开发进展，包括慢波结构理论、设计、模拟及优化，微加工和微组装技术，整管技术等。这些器件包括行波管、返波管、斜注管、止带振荡器及行波管谐波放大器等，高频结构以折叠波导慢波结构为主，在太赫兹返波管中则利用叶片加载波导慢波结构。器件技术包括微机电系统(MEMS)技术，微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)金刚石生长、金属化和封接技术等。最后给出W 波段、G 波段以及340 GHz 部件和器件所达到的性能。
太赫兹 行波管 返波管 微机电系统技术 金刚石 terahertz Traveling Wave Tube Backward-Wave Oscillator Micro Electro Mechanical System diamond 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(5): 684
中国电子科技集团公司 第十二研究所, 微波电真空器件国家级重点实验室, 北京 100015
为了抑制W波段折叠波导行波管研制中的自激振荡, 保证行波管正常放大工作, 分析了折叠波导慢波结构中反射振荡、返波振荡和带边振荡的产生原因, 开展了折叠波导行波管振荡抑制技术研究, 通过优化设计和工艺研究采用周期跳变作为关键技术用于W波段折叠波导行波管的研制。通过模拟检验和实验验证, 证明采用了振荡抑制技术后行波管自激振荡得到了有效的抑制, W波段脉冲行波管在20%占空比时脉冲输出功率大于100 W, 带宽大于5 GHz。
W波段 折叠波导 行波管 振荡 抑制 W-band folded waveguide traveling wave tube oscillation suppression
