北京真空电子技术研究所微波电真空器件国家级重点实验室, 北京 100015
带状注行波管作为一种发展中的新型器件在雷达和通信领域有广泛应用前景。相比于圆形注器件, 目前针对带状注行波管的注波互作用模型仍较少。本文针对交错双栅这一常用的带状注慢波结构, 从电路理论出发, 研究了由分布式的传输线元件和集总电路原件构成的混合电路模型在刻画高频率慢波结构上的适用性, 重点解决了从慢波结构几何参数到电路物理参数的映射问题。建立交错双栅混合电路模型, 推导了色散方程, 同时基于模拟退火算法实现了高精确度参数拟合。结果表明, 混合电路模型能够精确刻画交错双栅的色散特性。该模型对后续开发基于混合电路模型的带状注大信号注波互作用程序具有重要意义。
太赫兹 交错双栅 混合电路模型 模拟退火算法 色散特性 terahertz staggered double-vane hybrid circuit model Simulated Annealing algorithm dispersion characteristic 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(10): 1204
1 南京航空航天大学 能源与动力学院，江苏 南京 210016
2 扬州协同创新研究院有限公司，江苏 扬州 225000
为了降低末级涡轮对排气系统尾向红外辐射贡献，通过设计导流支板实现对末级涡轮的全遮挡，运用数值模拟的方法研究了三种排气系统（基准轴对称排气系统、二元排气系统和带全遮挡导流支板的二元排气系统）与飞机后体组合模型的流动传热与红外特性，揭示了三种组合模型尾向3~5 μm波段的红外辐射特性的一般规律。结果表明，二元排气系统与飞机后体组合模型和带全遮挡导流支板的二元排气系统与飞机后体组合模型在尾向的红外辐射强度，相对基准轴对称排气系统与飞机后体组合模型，均有所降低，在0°观测方向降幅分别为22.1%和46.9%。若全遮挡导流支板采用冷却技术，只要冷却效果达到0.282和0.482，组合模型的红外辐射强度在0°观测方向相比支板未冷却状态的降幅分别为20.4%和35.45%。
全遮挡导流支板 二元排气系统 飞机后体 红外辐射 fully shielding guide vane 2D exhaust system aircraft rear body infrared radiation 红外与激光工程
2022, 51(9): 20210965
强激光与粒子束
2020, 32(6): 064004
武汉高德红外股份有限公司,湖北 武汉 430205
制冷型红外探测器的冷屏通常采用直角结构挡光环。经过挡光环侧壁反射的杂散光可以直接到达焦平面，导致探测器的成像质量大幅下降。通过对冷屏挡光环结构进行理论分析，提出了一种可抑制杂散光的挡光环侧壁优化结构。利用LightTools软件对优化前后的冷屏进行了模拟分析。结果显示，杂散光的总功率减少了71.6%。通过实验验证发现，探测器的平均响应非均匀性减少了27.1%，成像效果明显改善。结果表明，这种挡光环侧壁优化结构对于抑制杂散光非常有效。
红外探测器 杂散光 冷屏 挡光环 infrared detector stray light cold shield vane
针对角向夹持的角度对数周期曲折线慢波结构，提出了展宽其工作带宽、降低其工作电压的新方法.通过翼片加载技术，可以对慢波结构的色散特性进行修正，从而使得其带宽得到有效展宽.通过数值模拟仿真，得到无翼片加载的慢波结构以及多翼片加载的慢波结构的3 dB带宽分别为2.5 GHz、3 GHz，工作电压分别为5450 V、4650 V.研究表明，翼片加载结构可以有效降低角度对数周期曲折线慢波结构的工作电压，以及展宽其工作带宽.
翼片加载 角度对数周期 注波互作用 慢波结构 vane-loaded angular log-periodic beam wave interaction slow wave structure 红外与毫米波学报
2019, 38(4): 04433
1 电子科技大学 微波电真空器件国家级重点实验室, 四川 成都 610054
2 真空电子技术研究所, 北京 100015
近些年来交错双栅行波管由于其高功率容量和易加工等优点受到了很多的关注.然而随着器件工作频率的升高, 尤其对于太赫兹频段, 结构的损耗严重限制了行波管的性能.本文考虑了损耗和加工所导致的圆角等因素, 针对交错双栅结构提出了一个更切实际的设计.仿真结果表明, 该行波管在320~342 GHz频率范围内能获得大于5 W的输出功率.采用了相速跳变方法来提高输出功率, 在整个工作频带内输出功率都得到了大于28%的提升.在此基础上加工了340 GHz交错双栅慢波结构并开展了冷测实验, 在330~360 GHz范围内盒型窗的S21测试结果大于-2.1 dB且电压驻波比在334~355 GHz范围内小于1.35.同时对包含盒型窗部件的高频系统进行了冷测, 其电压驻波比测试结果在335~344 GHz范围内均小于2, 且该冷测结果与仿真结果之间趋势基本一致.
倒圆角的交错双栅 行波管 损耗 加工 盒型窗 相速跳变 filleted staggered double vane traveling wave tube loss fabrication pillbox window phase-velocity taper
1 电子科技大学 电子科学与工程学院, 四川 成都 610054
2 中国电子科技集团公司第二十九研究所, 四川 成都 610000
3 中国电子科技集团公司第四十一研究所, 山东 青岛 266555
为了提高传统交错双栅慢波结构行波管的性能, 提出了一种阶梯型交错双栅慢波结构, 并基于此新型慢波结构, 提出了新型输入输出耦合结构.在此基础上, 设计了一只工作在W波段的带状电子注阶梯型交错双栅慢波结构行波管.计算结果显示, 阶梯型交错双栅慢波结构行波管的耦合阻抗更高, 从而使行波管在更短的互作用电路长度里, 实现更高的饱和增益和互作用效率.在90~100 GHz频率范围内, 阶梯型交错双栅慢波结构的耦合阻抗大于4 Ω, 高于传统交错双栅慢波结构；W波段带状电子注行波管高频结构的反射系数(S11)小于-15 dB；并且行波管的饱和输入功率仅约为0.7 W, 可以实现最高输出功率约800 W, 相应的效率大于7.8%, 增益大于30.6 dB.
阶梯型交错双栅慢波结构 带状电子注行波管 低饱和输入功率 高饱和增益 step-type staggered double vane slow wave structur sheet electron beam traveling wave tube low saturation input power high saturation gain
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
本文提出一种Gabor和灰度共生矩阵相结合的特征来检测叶片泵中叶片装配质量的方法。首先构建叶片图像数据集，用5种尺度的和4种方向的Gabor滤波器对图像滤波，根据滤波后的图像计算得到幅值特征图，然后提取幅值特征图的灰度共生矩阵特征，最后融合归一化各个幅值特征图提取到的特征，利用主成分分析法降维，并用这些特征向量训练支持向量机（SVM）分类器，实现对叶片装配质量的评估。将本文提出的混合特征与LBP特征、灰度共生矩阵分别进行了比较得到的分类效果约提高了约10%。基于Gabor和灰度共生矩阵混合特征的叶片装配质量检测准确率提升到了93%。实验结果表明Gabor特征和灰度共生矩阵结合后能够很好从多尺度、多方向上提取图像的纹理特征,并应用于图像分类取得了良好的效果，在一些图像识别上有很宽广的应用前景。
Gabor变换 叶片泵 灰度共生矩阵 支持向量机 特征融合 gabor transform vane pump gray level co-occurrence matrix support vector machines feature combination
中国电子科技集团公司 第12研究所, 北京 100015
首次提出采用高二次发射系数铂钡合金作为冷阴极, 实现了X波段正交场放大器(CFA)宽脉冲和大工作比稳定工作。提出了双螺旋耦合翼片慢波结构与波导之间采用缝隙耦合加切比雪夫阻抗变换器输能结构设计方案。通过对慢波结构及高频系统仿真分析与设计, 实现了慢波结构与输能组件间的宽频带良好匹配, 电压驻波比及插损特性仿真结果与冷测结果具有很好的一致性。热测结果表明, 放大器在1 GHz带宽内脉冲功率大于300 kW, 效率大于57%, 增益大于14 dB, 填补了国内X波段宽带大功率正交场放大器的空白, 是当前国际上脉冲宽度最宽、工作比最大的X波段正交场放大器产品。
正交场放大器 X波段 冷阴极 双螺旋耦合翼片慢波结构 crossed field amplifier X band cold secondary emission cathode dual-helix coupled vane slow-wave structure 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(5): 812
1 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院，安徽 合肥 230009
2 合肥工业大学 光电技术研究院，安徽 合肥 230009
利用等效电导率方法对310 GHz的双栅交错波导慢波结构中电磁信号的传输损耗进行了仿真研究，比较了不同导体表面粗糙度和不同谐波造成的高频损耗的影响。仿真结果表明表面粗糙度会使传输信号严重衰减，频率相同的-1和+1次空间谐波传输损耗也有较大差异，传输-1次空间谐波时的导体单位损耗更大，且随表面粗糙度增加，损耗增加速度更快。模拟了不同的粗糙度对慢波结构增益、带宽等工作性能参数的影响，结果显示高频损耗会使增益下降、带宽降低。
太赫兹 交错波导 慢波结构 高频损耗 terahertz double vane waveguide slow-wave structure loss 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(1): 18
