利用低温共烧陶瓷(LTCC)高集成化设计优势, 设计并实现了一款 Ku波段高增益 8通道 T/R组件。该组件通过双向放大器的合理运用, 有效提高了组件的收发增益, 同时利用液态金属材料的特性, 将硅铝壳体与铝合金散热齿进行有机结合, 大大提高了组件在连续波发射工作模式下的热量传导能力, 保证了组件小体积下工作的可靠性。最终设计实现的 Ku波段高增益 8通道 T/R组件, 体积仅 84 mm×48 mm×6 mm, 质量约 60 g, 发射功率增益大于 45 dB, 发射输出功率大于 1W, 接收增益大于 29 dB, 接收噪声系数小于 3.5 dB。该组件 8个通道收发性能一致性好, 性能稳定, 具有良好的工程实用价值。
T/R组件 高增益 Ku波段 八通道 液态金属 T/R module high gain Ku-band eight-channel liquid metal 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(3): 353
强激光与粒子束
2020, 32(10): 103006
强激光与粒子束
2019, 31(12): 123004
贵州大学大数据与信息工程学院, 贵州 贵阳 550025
提出了一种利用电磁超表面实现Ku波段(12~18 GHz)的低剖面反射型线性极化转换表面,该表面能对Ku波段的线极化电磁波进行正交极化旋转。给出了极化转换表面的设计原理,并对极化转换表面工作的物理原理进行了解释,通过仿真确定了极化转换表面谐振点的位置。测试结果表明,该线性极化转换表面在工作频带内可以实现80%以上的转换效率,具有转换效率高、尺寸小、厚度薄和结构简单等优点。
表面光学 极化转换表面 Ku波段 线性极化转换 反射型 激光与光电子学进展
2019, 56(9): 092401
电子科技大学电子工程学院, 四川成都 611731
采用 GaAs工艺设计了一个 12~18 GHz毫米波单片集成电路(MMIC)低噪声放大器 (LNA)。采用三级单电源供电放大结构, 运用最小噪声匹配设计、共轭匹配技术和负反馈结构, 同时满足了噪声系数、增益平坦度和输出功率等要求。仿真表明: 在 12~18 GHz的工作频带内, 噪声系数为 1.15~1.41 dB, 增益为 27.9~29.1 dB, 输出 1 dB压缩点达到 15 dBm, 输入、输出电压驻波比(VSWR)系数小于 1.72。
Ku波段 毫米波单片集成电路 低噪声放大器 GaAs工艺 Ku band Monolithic Microwave Integrated Circuit Low Noise Amplifier GaAs process 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(2): 348
基于SiC衬底的0.25 μm GaN HEMT工艺, 设计了一款X~Ku波段宽带1 W驱动放大器单片微波集成电路。设计使用了一种有源器件的大信号输出阻抗的等效RC模型验证了GaN HEMT工艺模型的准确性, 并获得了不同尺寸的GaN HEMT的大信号输出阻抗。第一级管芯采用负反馈结构, 降低匹配网络的Q值, 通过带通匹配网络拓扑, 实现了宽带匹配。测试结果表明, 在28 V的工作电压下, 8~18 GHz的频率内驱动放大器实现了输出功率大于30 dBm, 功率附加效率大于21%, 功率增益大于15 dB。芯片尺寸为: 2.20 mm×1.45 mm。该芯片电路具有频带宽、效率高、尺寸小的特点, 主要用于毫米波收发组件、无线通讯等领域, 具有广泛的应用前景。
X~Ku波段 氮化镓 驱动放大器 负反馈 单片微波集成电路 X~Ku band GaN driver power negative feedback MMIC 强激光与粒子束
2019, 31(3): 033002
西北核技术研究所, 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
设计了一种工作在Ku波段的低磁场同轴相对论返波管。器件工作在同轴TM01近π模式, 采用两段式慢波结构构型, 在前后段慢波结构中分别主要进行电子束调制与能量提取, 以实现高效率工作。通过设计非对称反射腔, 引入电子束预调制, 进一步加深电子束调制深度, 提高了束波互作用效率。通过调节慢波结构中间漂移段长度, 进一步优化器件内部场分布, 提取段慢波结构处轴向电场强度得到显著增强, 器件工作效率可提升至35%。最终, 当磁场强度0.6 、二极管电压490 V、二极管电流7.5 A时, 获得1.27 GW微波输出, 效率约35%, 微波频率为14.7 GHz。
高功率微波 低磁场 同轴相对论返波管 高效率 Ku 波段 电子束预调制 high power microwave low magnetic field coaxial relativistic backward wave oscillator high efficiency Ku band electron beam pre-modulation 强激光与粒子束
2016, 28(9): 093002
西南交通大学 物理科学与技术学院, 成都 610031
研究了一种Ku波段多单元矩形径向线子阵馈电系统。为了满足特定耦合量的要求,提出了一种层叠式的新型耦合探针,并以此为基础,对中心频率为12.5 GHz的28单元矩形栅格径向线子阵馈电系统进行了设计与分析。模拟仿真结果表明：该口径为61.6 mm×125.2 mm的馈电系统在12.5 GHz中心频率处反射系数为0.015,耦合不平衡度为1.05 dB；同时在12.2～12.7 GHz的频带范围内,反射系数小于0.1,耦合不平衡度最大值为2.62 dB,基本满足了28路等幅馈电输出的要求。
Ku波段 矩形径向线 耦合探针 馈电系统 阵列天线 Ku-band rectangular radial-line coupling probe feed system array antenna 强激光与粒子束
2016, 28(3): 033030
1 西南科技大学理学院，四川绵阳 621010
2 中国工程物理研究院高功率微波技术重点实验室，四川绵阳 621999
为了实现高功率微波(HPM)系统小型化，结合传统低磁场相对论返波管振荡器(RBWO)的设计理论，设计一个Ku 波段较低磁场的相对论返波振荡器。分析束压、束流、引导磁场等对输出微波的影响，并采用粒子模拟软件(PIC)优化结构。当轴向引导磁场为0.4 T，电子束束压和束流分别为600 kV 和7 kA 时，得到频率为13.08 GHz，功率为1.0 GW 的微波输出。在强流电子束加速器平台上开展实验验证模拟结果：外加磁场0.4 T 时，得到平均功率为850 MW、频率13.05 GHz、脉宽24 ns 的微波输出。该实验结果为实现较低磁场GW 级微波输出打下了良好的基础。
相对论返波管 Ku 波段 低引导磁场 Relativistic Backward Wave Oscillator Ku-band low guiding magnetic field 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(1): 80
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
当传统高功率微波器件向高频段拓展时，器件尺寸的缩小将造成空间极限电流及功率容量的减小。基于此提出一种Ku波段同轴结构的渡越辐射振荡器。通过引入同轴结构，器件内部的空间极限电流及功率容量得到了有效提升。调制腔采用三谐振腔结构，与两腔结构相比，调制电子束的能力明显增强。采用高频场软件对调制腔和输出腔进行了冷腔分析。利用2.5维粒子模拟软件对Ku波段同轴渡越辐射振荡器进行了数值模拟，在导引磁场0.6 T、二极管电压392 kV、电流15.2 kA的条件下，在中心频率为14.184 GHz处获得1.2 GW的高功率微波输出，功率转换效率达20%。
Ku波段 同轴渡越辐射振荡器 粒子模拟 高功率微波 Ku-band coaxial transit-time oscillator particle-in-cell simulation high power microwave 强激光与粒子束
2014, 26(6): 063031
