Hvala vam što ste posjetili Nature.com. Verzija pretraživača koju koristite ima ograničenu podršku za CSS. Za najbolje iskustvo, preporučujemo da koristite ažurirani pretraživač (ili isključite način kompatibilnosti u Internet Exploreru). U međuvremenu, kako bismo osigurali kontinuiranu podršku, prikazat ćemo stranicu bez stilova i JavaScripta.
U ovom radu je dizajnirana i verificirana 220GHz širokopojasna visokopojasna isprepletena cijev putujućih valova s ​​dvostrukom lopaticom. Prvo, predložena je planarna dvosmjerna sporotalasna struktura sa dva lopatica. Korištenjem dual-mode operativne šeme, performanse prijenosa i širina pojasa su skoro dvostruko veći od jednomodnog prijenosa, te poboljšaju zahtjeve za izlaznu snagu jednomodnog talasa kako bi se zadovoljila izlazna snaga tube-a visokog reda. , dizajniran je elektronski optički sistem u obliku dvostruke olovke, pogonski napon je 20~21 kV, a struja 2 × 80 mA. Ciljevi dizajna. Korištenjem dijela maske i kontrolne elektrode u pištolju sa dvostrukim snopom, dva snopa olovke mogu se fokusirati duž svojih centara sa omjerom kompresije od 7, a ravnomjerna udaljenost sistema fokusa je također oko 7 mm. optimizirano. Stabilna razdaljina prijenosa planarnog dvostrukog elektronskog snopa može doseći 45 mm, a fokusno magnetno polje je 0,6 T, što je dovoljno da pokrije cijeli sistem visoke frekvencije (HFS). Zatim, da bi se provjerila upotrebljivost elektronsko-optičkog sistema i performanse sporotalasne strukture, ćelija čestica (PIC) može se postići i rezultati simulacije izlazne snage HFS-a na cijelom HFS-amu. skoro 310 W na 220 GHz, optimizovani napon snopa je 20,6 kV, struja snopa je 2 × 80 mA, pojačanje je 38 dB, a širina pojasa od 3 dB prelazi 35 dB oko 70 GHz. Konačno, mikrostruktura visoke preciznosti i verifikacija opsega, performanse prenosa i FS se poklapaju da pokazuju dobre rezultate u HW Stoga se očekuje da će shema predložena u ovom radu razviti izvore zračenja velike snage, ultra širokopojasnog terahercnog opsega s potencijalom za buduću primjenu.
Kao tradicionalni vakuumski elektronski uređaj, putujuća valna cijev (TWT) igra nezamjenjivu ulogu u mnogim aplikacijama kao što su radar visoke rezolucije, satelitski komunikacijski sistemi i istraživanje svemira1,2,3. Međutim, kako radna frekvencija ulazi u terahercni opseg, tradicionalni TWT sa spojenom šupljinom i spiralni TWT, procesi proizvodnje niske snage i niskog opsega bili su nemogući da zadovolje potrebe ljudi za niskom izlaznom snagom. Stoga je kako sveobuhvatno poboljšati performanse THz opsega postalo vrlo zabrinuto pitanje za mnoge naučno-istraživačke institucije. Posljednjih godina, nove strukture sporog talasa (SWS), kao što su strukture s dvije lopatice (SDV) i strukture sa savijenim talasovodom (FW), dobile su veliku pažnju zbog njihovih prirodnih planarnih struktura koje je posebno predložio SDV. vis u 20084. Planarna struktura se može lako izraditi tehnikama mikro-nano obrade kao što su kompjuterska numerička kontrola (CNC) i UV-LIGA, struktura potpuno metalnog paketa može pružiti veći termalni kapacitet sa većom izlaznom snagom i pojačanjem, a struktura slična valovodu također može pružiti širi radni propusni opseg. 00 W i skoro 14 GHz signala širine pojasa u G-opsegu5. Međutim, ovi rezultati još uvijek imaju praznine koje ne mogu zadovoljiti srodne zahtjeve velike snage i širokog propusnog opsega u terahercnom opsegu. Za UC-Davisov G-band SDV-TWT, korišteni su snopovi elektrona u obliku ploče. stabilnost elektronskog optičkog sistema snopa (EOS), a postoji i tunel snopa preko moda, koji takođe može uzrokovati samoregulaciju zraka.– Pobuda i oscilacija 6,7. Da bi se zadovoljili zahtjevi velike izlazne snage, širokog propusnog opsega i dobre stabilnosti THz TWT-a, u ovom radu se predlaže dvosmjerni SDV-SWS sa dual-mode rada. Odnosno, u cilju povećanja radnog opsega, predlaže se dual-mode rad i uvodi se u ovu strukturu olovke povećanje izlazne distribucije, također se uvodi dvostruka distribucija snage. .Single pencil beam radio uređaji su relativno mali zbog vertikalnih ograničenja veličine. Ako je gustina struje previsoka, struja snopa se mora smanjiti, što rezultira relativno malom izlaznom snagom. Da bi se poboljšala struja snopa, pojavio se planarni distribuirani višesnovni EOS, koji koristi bočnu veličinu SWS-a. struja snopa i mala struja po snopu, što može izbjeći prekomjerno tuneliranje snopa u usporedbi s uređajima sa limom. Stoga je korisno održavati stabilnost cijevi putujućeg vala. Na osnovu prethodnog rada 8,9, ovaj rad predlaže jednoobrazno magnetno polje G-pojasa fokusirajući dvostruki olovni snop EOS, što može uvelike poboljšati područje prijenosa zračnog snopa i dodatno poboljšati područje prijenosa snopa.
Struktura ovog rada je sljedeća. Prvo je opisan dizajn SWS ćelije s parametrima, analizom karakteristika disperzije i rezultatima simulacije visoke frekvencije. Zatim, prema strukturi jedinične ćelije, u ovom radu su dizajnirani dvostruki olovni snop EOS i sistem interakcije snopa. Rezultati simulacije unutarćelijskih čestica također su predstavljeni kako bi se provjerila upotrebljivost rada SDVOS-a i hladnog materijala. rezultati testiranja da bi se provjerila ispravnost cijelog HFS-a. Na kraju napravite sažetak.
Kao jedna od najvažnijih komponenti TWT-a, disperzivna svojstva sporotalasne strukture pokazuju da li brzina elektrona odgovara faznoj brzini SWS-a, te stoga ima veliki uticaj na interakciju snopa i talasa. Da bi se poboljšale performanse čitavog TWT, dizajnirana je poboljšana struktura interakcije. usvaja dvostruku olovku za dalje poboljšanje izlazne snage i stabilnosti rada.U međuvremenu, da bi se povećala radna širina pojasa, predložen je dualni način rada SWS-a. Zbog simetrije SDV strukture, rješenje jednadžbe disperzije elektromagnetnog polja može se podijeliti na neparne i parne modove. Istovremeno, osnovni neparni mod niskofrekventnog opsega za realizaciju širokog frekventnog opsega se koristi sinhronizirani parni mod. daljim poboljšanjem radnog propusnog opsega.
U skladu sa zahtjevima snage, cijela cijev je projektovana sa pogonskim naponom od 20 kV i strujom dvostrukog snopa od 2 × 80 mA. Da bi se napon što više uskladio sa radnom širinom opsega SDV-SWS, potrebno je izračunati dužinu perioda p. Odnos između napona snopa i perioda prikazan je u jednačini: (1)10
Postavljanjem faznog pomaka na 2,5π na središnjoj frekvenciji od 220 GHz, period p se može izračunati na 0,46 mm. Slika 2a prikazuje svojstva disperzije SWS jedinične ćelije. Linija snopa od 20 kV se vrlo dobro poklapa sa bimodalnom krivom. Usklađeni frekventni opsezi mogu doseći oko 70,0 GHz i 26d u modusu 320 GHz – 26d5. Opsezima od 80 GHz (parni režim). Slika 2b prikazuje prosječnu impedansu spajanja, koja je veća od 0,6 Ω od 210 do 290 GHz, što ukazuje da se mogu javiti jake interakcije u radnom propusnom opsegu.
(a) Disperzione karakteristike dvomodnog SDV-SWS sa 20 kV elektronskim snopom. (b) Interakciona impedansa SDV sporotalasnog kola.
Međutim, važno je napomenuti da postoji jaz u pojasu između neparnog i parnog moda, i obično ga nazivamo zaustavnim pojasom, kao što je prikazano na slici 2a. Ako TWT radi blizu ovog frekventnog pojasa, može doći do jake snage spajanja snopa, što će dovesti do neželjenih oscilacija. samo 0,1 GHz. Teško je odrediti da li ovaj mali pojas u opsegu uzrokuje oscilacije. Stoga će stabilnost rada oko zaustavnog pojasa biti istražena u sljedećem odjeljku simulacije PIC-a kako bi se analiziralo da li se mogu pojaviti neželjene oscilacije.
Model cjelokupnog HFS-a prikazan je na slici 3. Sastoji se od dva stepena SDV-SWS, povezanih Braggovim reflektorima. Funkcija reflektora je da prekine prijenos signala između dva stupnja, potisne oscilacije i refleksiju neradnih modova kao što su modovi visokog reda koji se generiraju između gornje i donje lopatice, čime se poboljšava stabilnost vanjskog lopatica, čime se poboljšava stabilnost vanjske linije. r se također koristi za povezivanje SWS-a na standardni talasovod WR-4. Koeficijent prijenosa strukture na dva nivoa mjeri se pomoću rješavača vremenske domene u softveru za 3D simulaciju. Uzimajući u obzir stvarni efekat terahercnog pojasa na materijal, materijal vakuumske ovojnice je inicijalno postavljen na bakar, a provodljivost je smanjena na 25×102 S.
Slika 4 prikazuje rezultate prijenosa za HFS sa i bez linearnih konusnih spojnica. Rezultati pokazuju da spojnik ima mali utjecaj na performanse prijenosa cijelog HFS-a. Povratni gubitak (S11 < − 10 dB) i gubitak umetanja (S21 > − 5 dB) cijelog sistema u širokopojasnoj mreži 207 ~ 280 GHz pokazuju da HFS ima dobre karakteristike prijenosa.
Kao izvor napajanja vakuumskih elektronskih uređaja, elektronski pištolj direktno određuje da li uređaj može generirati dovoljnu izlaznu snagu. U kombinaciji s analizom HFS-a u odjeljku II, potrebno je dizajnirati EOS s dva snopa kako bi osigurao dovoljnu snagu. U ovom dijelu, na osnovu prethodnog rada u W-band8,9, elektronski pištolj s dvostrukom olovkom je dizajniran korištenjem planarne maske u dijelu S-a i kontrole SW. Fig.2, pogonski napon Ua elektronskih snopova je inicijalno podešen na 20 kV, struje I dva elektronska snopa su oba 80 mA, a prečnik snopa dw elektronskih snopova je 0,13 mm. Istovremeno, kako bi se osiguralo da se gustina struje elektrona može podesiti i kompresija elektrona se može podesiti. 7, tako da je gustoća struje elektronskog snopa 603 A/cm2, a gustoća struje katode je 86 A/cm2, što se može postići korištenjem novih katodnih materijala. Prema teoriji dizajna 14, 15, 16, 17, tipični Pierceov pištolj može biti jedinstveni identificiran elektron.
Na slici 5 prikazani su horizontalni i vertikalni šematski dijagram topa, respektivno. Može se vidjeti da je profil elektronskog topa u x-smjeru gotovo identičan onom kod tipičnog listnog elektronskog topa, dok su u y-smjeru dva snopa elektrona djelimično razdvojena maskom. Položaji su x y = dva katoda, a x1 mm0, mm0. = 0,155 mm, y = 0 mm, respektivno. Prema projektnim zahtjevima omjera kompresije i veličine ubrizgavanja elektrona, dimenzije dviju katodnih površina su određene na 0,91 mm × 0,13 mm.
Kako bi fokusirano električno polje koje prima svaki elektronski snop u x-smjeru učinilo simetričnim oko vlastitog centra, ovaj rad primjenjuje kontrolnu elektrodu na elektronski top. Postavljanjem napona elektrode za fokusiranje i kontrolne elektrode na −20 kV, a napona anode na 0 V, možemo dobiti distribuciju elektrode du6guna kao što je prikazano na slici. da emitovani elektroni imaju dobru kompresibilnost u y-smjeru, a svaki snop elektrona konvergira prema x-smjeru duž vlastitog centra simetrije, što ukazuje da kontrolna elektroda balansira nejednako električno polje koje stvara elektroda za fokusiranje.
Slika 7 prikazuje ovojnicu snopa u x i y smjeru. Rezultati pokazuju da je udaljenost projekcije snopa elektrona u x-smjeru različita od one u y-smjeru. Udaljenost dobacivanja u x smjeru je oko 4 mm, a udaljenost dobacivanja u smjeru y je blizu 7 mm. Stoga, stvarna udaljenost snopa elektrona u smjeru x treba biti odabrana između slika 4-6 i 7 mm. mm od površine katode. Možemo vidjeti da je oblik poprečnog presjeka najbliži standardnom kružnom elektronskom snopu. Udaljenost između dva elektronska snopa je blizu projektovanih 0,31 mm, a radijus je oko 0,13 mm, što zadovoljava zahtjeve dizajna. Na slici 9 prikazani su rezultati simulacije struje snopa koji se simuliraju sa projektiranom strujom koja se može vidjeti u dobrom slaganju 7A, a može se vidjeti 70 mm. A.
S obzirom na fluktuaciju pogonskog napona u praktičnim primenama, potrebno je proučiti naponsku osetljivost ovog modela. U opsegu napona od 19,8 ~ 20,6 kV dobijaju se strujni i strujni omotači snopa, kao što je prikazano na slici 1 i slikama 1.10 i 11. Iz rezultata se može videti da nema uticaja na promene pogonskog napona od struje elektroope, a da nema uticaja samo na promene pogonskog napona od struje snopa. 0,74 do 0,78 A. Stoga se može smatrati da elektronski top dizajniran u ovom radu ima dobru osjetljivost na napon.
Utjecaj fluktuacija pogonskog napona na omote zraka u smjeru x i y.
Ujednačeno magnetsko fokusirajuće polje je uobičajen sistem fokusiranja permanentnog magneta. Zbog ujednačene distribucije magnetnog polja kroz kanal snopa, vrlo je pogodan za osnosimetrične elektronske snopove. U ovom odeljku se predlaže uniformni sistem magnetnog fokusiranja za održavanje prijenosa dvostrukih snopova na velike udaljenosti. Prema teoriji stabilnog prijenosa jednostrukog snopa olovke18,19, vrijednost Brillouinova magnetnog polja može se izračunati jednadžbom (2). U ovom radu također koristimo ovu ekvivalentnost za procjenu magnetnog polja bočno raspoređenog snopa dvostruke olovke. U kombinaciji s elektronskim topom dizajniranim u ovom radu, izračunata vrijednost magnetnog polja Gf400 je oko Re40c vrijednosti.20, 1,5-2 puta veća od izračunate vrijednosti se obično bira u praktičnim projektima.
Slika 12 prikazuje strukturu sistema jednolikog polja fokusiranja magnetnog polja. Plavi dio je permanentni magnet magnetiziran u aksijalnom smjeru. Izbor materijala je NdFeB ili FeCoNi. Remanencija Br postavljena u simulacionom modelu je 1,3 T, a permeabilnost je 1,05. Da bi se osigurao stabilan prijenos snopa u cijelom krugu, početna veličina magneta postavljena je na 0 mm. smjer određuje da li je poprečno magnetsko polje u kanalu snopa ujednačeno, što zahtijeva da veličina u smjeru x ne može biti premala. Istovremeno, s obzirom na cijenu i težinu cijele cijevi, veličina magneta ne bi trebala biti prevelika. Zbog toga su magneti u početku podešeni na 150 mm × 150 mm × 70 mm, kako bi se osiguralo da se cijeli sistem fokusiranja uspori između magneta. je postavljen na 20 mm.
Purna Chandra Panda21 je 2015. godine predložio stub sa novom stepenastom rupom u uniformnom sistemu magnetnog fokusiranja, koji može dodatno smanjiti veličinu curenja fluksa na katodu i poprečno magnetno polje generisano na rupi stuba. širina tri stepenika je 0,5 mm, a razmak između rupa za stub je 2 mm, kao što je prikazano na slici 13.
Slika 14a prikazuje aksijalnu distribuciju magnetnog polja duž središnjih linija dva elektronska snopa. Može se vidjeti da su sile magnetskog polja duž dva elektronska snopa jednake. Vrijednost magnetnog polja je oko 6000 Gs, što je 1,5 puta veće od teoretskog Brillouinova polja za povećanje transmisije i učinka fokusiranja gotovo u istom vremenu. komad ima dobar učinak na sprečavanje curenja magnetnog fluksa. Na slici 14b prikazana je poprečna distribucija magnetnog polja By u pravcu z na gornjoj ivici dva elektronska snopa. Može se vidjeti da je poprečno magnetsko polje manje od 200 Gs samo na rupi na polnom komadu, dok u sporotalasnom čijem magnetnom krugu je poprečno magnetsko polje gotovo poprečno magnetno polje dokazati da je poprečno magnetsko polje z je zanemarljiv. Da bi se spriječilo magnetsko zasićenje polnih dijelova, potrebno je proučiti jačinu magnetnog polja unutar polova. Slika 14c prikazuje apsolutnu vrijednost distribucije magnetnog polja unutar stuba. Može se vidjeti da je apsolutna vrijednost jačine magnetnog polja manja od 1,2T, što ukazuje na to da do zasićenja magnetnog dijela pola neće doći.
Raspodjela jačine magnetnog polja za Br = 1,3 T. (a) Aksijalna raspodjela polja. (b) Bočna raspodjela polja By u smjeru z. (c) Apsolutna vrijednost raspodjele polja unutar stuba.
Na osnovu CST PS modula optimiziran je relativni aksijalni položaj pištolja sa dvostrukim snopom i sistema fokusiranja. Prema Ref.9 i simulacijama, optimalna lokacija je tamo gdje anodni dio preklapa polni dio dalje od magneta. Međutim, utvrđeno je da ako je remanencija postavljena na 1,3T, propusnost elektronskog snopa ne bi mogla dostići 99%. Povećanjem remanencije na 1,4 T, fokusno magnetno polje će se povećati na putanje Goz50 amg puta. na slici 15. Može se vidjeti da snop ima dobar prijenos, malu fluktuaciju i prijenosnu udaljenost veću od 45 mm.
Trajektorije dvostrukih snopova zraka pod homogenim magnetnim sistemom sa Br = 1,4 T.(a) xoz ravan.(b) yoz avion.
Slika 16 prikazuje poprečni presjek snopa na različitim pozicijama udaljenim od katode. Vidi se da je oblik presjeka snopa u sistemu fokusiranja dobro održavan, a prečnik sekcije se ne mijenja mnogo. Slika 17 prikazuje omote snopa u smjeru x i y, respektivno. Može se vidjeti da je simulacija fluktuacije1 u oba smjera vrlo mala. struja snopa. Rezultati pokazuju da je struja oko 2 × 80 mA, što je u skladu sa izračunatom vrijednošću u dizajnu elektronskog topa.
Presjek elektronskog snopa (sa sistemom fokusiranja) na različitim pozicijama udaljenim od katode.
Uzimajući u obzir niz problema kao što su greške pri montaži, fluktuacije napona i promjene jačine magnetnog polja u praktičnim aplikacijama obrade, potrebno je analizirati osjetljivost sistema fokusiranja. Budući da postoji razmak između anodnog dijela i polnog dijela u stvarnoj obradi, ovaj razmak je potrebno podesiti u simulaciji. Vrijednost jaza je postavljena na vrijednost razmaka u mm i smjeru envelope je na slici 0.9am. Ovaj rezultat pokazuje da promjena omotača snopa nije značajna i struja snopa se gotovo ne mijenja. Zbog toga je sistem neosjetljiv na greške pri montaži. Za fluktuaciju pogonskog napona, opseg greške je postavljen na ±0,5 kV. Slika 19b prikazuje rezultate poređenja. Može se vidjeti da promjena napona ima mali uticaj na opseg promjene napona od -0 do 0. Magnetski raspon promjena magneta en00 je od -0 do 0. jačina polja. Rezultati poređenja su prikazani na slici 20. Vidi se da se omotač snopa gotovo ne mijenja, što znači da je cijeli EOS neosjetljiv na promjene jačine magnetnog polja.
Ovoj snopa i struja rezultiraju pod uniformnim sistemom magnetnog fokusiranja. (a) Tolerancija montaže je 0,2 mm. (b) Fluktuacija pogonskog napona je ±0,5 kV.
Omotač snopa pod uniformnim sistemom magnetnog fokusiranja sa aksijalnim fluktuacijama jačine magnetnog polja u rasponu od 0,63 do 0,68 T.
Kako bi se osiguralo da se sistem fokusiranja dizajniran u ovom radu može poklapati sa HFS, potrebno je kombinirati sistem fokusiranja i HFS za istraživanje. Na slici 21 prikazano je poređenje omotača zraka sa i bez HFS napunjenog. Rezultati pokazuju da se omotač snopa ne mijenja mnogo kada je cijeli HFS opterećen. Stoga je sistem fokusiranja prikladan za HFS cijevi sa putujućim valom.
Da bismo potvrdili ispravnost EOS-a predloženog u Odjeljku III i istražili performanse 220 GHz SDV-TWT, izvedena je 3D-PIC simulacija interakcije snop-val. Zbog ograničenja softvera za simulaciju, nismo bili u mogućnosti da dodamo cijeli EOS u HFS. Zbog toga je elektronska pištolja zamijenjena sa prečnikom 3 mm prečnika elektrona. dvije površine od 0,31 mm, isti parametri kao i elektronski top koji je dizajniran gore. Zbog neosjetljivosti i dobre stabilnosti EOS-a, pogonski napon se može pravilno optimizirati kako bi se postigla najbolja izlazna snaga u PIC simulaciji. Rezultati simulacije pokazuju da se zasićena izlazna snaga i pojačanje mogu dobiti pri pogonskom naponu od 20,6 am 80 kV (20,6 am 60 kV) ulazna snaga 0,05 W.
Da bi se dobio najbolji izlazni signal, potrebno je optimizirati i broj ciklusa. Najbolja izlazna snaga se postiže kada je broj dva stupnja 42 + 48 ciklusa, kao što je prikazano na slici 22a. Ulazni signal od 0,05 W pojačava se na 314 W sa pojačanjem od 38 dB. Spektar izlazne snage dobijen je pomoću FastF Peurijera2, purkinga20. 2b prikazuje aksijalnu pozicionu raspodjelu energije elektrona u SWS-u, pri čemu većina elektrona gubi energiju. Ovaj rezultat ukazuje da SDV-SWS može pretvoriti kinetičku energiju elektrona u RF signale, čime se ostvaruje pojačanje signala.
SDV-SWS izlazni signal na 220 GHz. (a) Izlazna snaga sa uključenim spektrom. (b) Energetska distribucija elektrona sa elektronskim snopom na kraju SWS umetka.
Slika 23 prikazuje propusni opseg izlazne snage i pojačanje dual-mode dual-beam SDV-TWT. Izlazne performanse se mogu dodatno poboljšati pomicanjem frekvencija od 200 do 275 GHz i optimiziranjem napona pogona. Ovaj rezultat pokazuje da širina pojasa od 3 dB može pokriti 205 do 275 GHz radni opseg, što znači da može širiti radni opseg od 205 do 275 GHz.
Međutim, prema slici 2a, znamo da postoji zaustavni pojas između neparnog i parnog moda, što može dovesti do neželjenih oscilacija. Zbog toga je potrebno proučiti stabilnost rada oko graničnika. Slike 24a-c su rezultati simulacije od 20 ns na 265,3 GHz, 265,35 GHz, iako to može biti simulacija od 265 GHz, respektivno. rezultati imaju određene fluktuacije, izlazna snaga je relativno stabilna. Spektar je također prikazan na slici 24, odnosno, spektar je čist. Ovi rezultati pokazuju da nema samooscilacije u blizini zaustavnog pojasa.
Izrada i mjerenje su neophodni da bi se provjerila ispravnost cijelog HFS. U ovom dijelu, HFS je proizveden korištenjem kompjuterske numeričke kontrole (CNC) tehnologije s prečnikom alata od 0,1 mm i preciznošću obrade od 10 μm. Materijal za visokofrekventnu strukturu je obezbeđen od visokoprovodne strukture bez kiseonika (OFHC). širine 20,00 mm i visine 8,66 mm. Osam otvora za igle je raspoređeno oko konstrukcije. Slika 25b prikazuje strukturu skenirajućim elektronskim mikroskopom (SEM). Oštrice ove strukture su ujednačeno proizvedene i imaju dobru hrapavost površine. Nakon preciznog mjerenja, ukupna greška obrade je manja od 5µm. sionski zahtjevi.
Slika 26 prikazuje poređenje između stvarnih rezultata ispitivanja i simulacija performansi prijenosa. Port 1 i Port 2 na slici 26a odgovaraju ulaznim i izlaznim portovima HFS-a, respektivno, i ekvivalentni su portu 1 i portu 4 na slici 3. Stvarni rezultati mjerenja S11 su nešto bolji od rezultata simulacije. Istovremeno, simulacija rezultata može biti nešto lošija zbog toga što je simulacija 1. je previsoka i hrapavost površine nakon stvarne obrade je loša. Sveukupno gledano, izmjereni rezultati su u dobrom slaganju s rezultatima simulacije, a propusni opseg prijenosa ispunjava zahtjev od 70 GHz, što potvrđuje izvodljivost i ispravnost predloženog dual-mode SDV-TWT. Stoga, u kombinaciji sa stvarnim SDV-T-procesom izrade SDV-a, u kombinaciji sa stvarnim SDV-T-procesom testiranja, povjeravamo ispravnost i izvodljivost. postavljeno u ovom radu može se koristiti za naknadnu izradu i primjenu.
U ovom radu je predstavljen detaljan dizajn planarne distribucije 220 GHz dual-beam SDV-TWT. Kombinacija dual-mode rada i dual-beam pobude dodatno povećava radni propusni opseg i izlaznu snagu. Izrada i hladno testiranje se također provode kako bi se provjerila ispravnost cjelokupnog HFS-a.Stvarni rezultati mjerenja su u dobrom slaganju s rezultatima simulacije. Za dizajnirani dvosmjerni EOS, dio maske i kontrolne elektrode su korištene zajedno za proizvodnju zraka s dvije olovke. Pod dizajniranim jednoličnim fokusirajućim magnetskim poljem, elektronski snop može se stabilno prenositi na velike udaljenosti u dobrom obliku. U budućnosti će se izvršiti proizvodnja i testiranje EOS-a i TWT termičke šeme, također će se provoditi SW-T termička šema. Predložena u ovom radu u potpunosti kombinuje sadašnju zrelu tehnologiju ravninske obrade, i pokazuje veliki potencijal u pokazateljima performansi i obradi i montaži. Stoga se u ovom radu smatra da će planarna struktura najvjerovatnije postati trend razvoja vakuumskih elektronskih uređaja u terahercnom opsegu.
Većina sirovih podataka i analitičkih modela u ovoj studiji uključena je u ovaj rad. Dodatne relevantne informacije mogu se dobiti od odgovarajućeg autora na razuman zahtjev.
Gamzina, D. et al. Nanoskala CNC obrada subteraherc vakuumske elektronike. IEEE Trans.electronic devices.63, 4067–4073 (2016).
Malekabadi, A. i Paoloni, C. UV-LIGA mikrofabrikacija subteraherc talasovoda korišćenjem višeslojnog SU-8 fotootpornika.J.Micromechanics.Microelectronics.26, 095010. https://doi.org/10.1088/0960-1317/26/9/095010 (2016).
Dhillon, SS et al. 2017 THz tehnološka mapa puta.J.Physics.D to apply.physics.50, 043001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/50/4/043001 (2017).
Shin, YM, Barnett, LR & Luhmann, NC Snažno ograničenje širenja plazmonskih talasa preko ultraširokopojasnog poređanog talasa sa dvostrukom rešetkom.application.physics.Wright.93, 221504. https://doi.org/10.1063/1.3041).
Baig, A. et al. Performanse nano CNC obrađenog 220-GHz pojačivača sa putujućim talasima. IEEE Trans.electronic devices.64, 590–592 (2017).
Han, Y. & Ruan, CJ Istraživanje diokotronske nestabilnosti beskonačno širokih snopova elektrona pomoću makroskopske teorije modela hladnog fluida. Chin Phys B. 20, 104101. https://doi.org/10.1088/1674-1056/2040/101201.
Galdetskiy, AV o mogućnosti povećanja propusnog opsega planarnim rasporedom snopa u klistronu sa više zraka. Na 12. IEEE međunarodnoj konferenciji o vakuumskoj elektronici, Bangalore, Indija, 5747003, 317–318 https://doi.org/10.1109/10.1109/10.1249/IVEC.
Nguyen, CJ et al. Dizajn trosnopnih elektronskih topova sa uskom distribucijom ravnine cijepanja snopa u cijevi sa dva lopatica putujućih valova sa dvije lopatice [J].Science.Rep.11, 940.https://doi.org/10.1038/s41598-020-80276-3 (2021).
Wang, PP, Su, YY, Zhang, Z., Wang, WB & Ruan, CJ Planar distribuirani trosnopni elektronski optički sistem sa uskim razdvajanjem snopa za TWT.IEEE Trans.electronic devices u osnovnom modu W-opsa.68, 5215–5219 (2021).
Zhan, M. Istraživanje isprepletenih dvostrukih lopatica putujućih talasnih cijevi sa milimetarskim pločastim gredama 20-22 (PhD, Univerzitet Beihang, 2018).
Ruan, CJ, Zhang, HF, Tao, J. & He, Y. Studija o stabilnosti interakcije snopa i talasa u G-band isprepletenoj cevi putujućih talasa sa dve lopatice. 2018. 43. Međunarodna konferencija o infracrvenim milimetarskim i teraherc talasima, Nagoya.8510263, https://8510263, https://8510263, https://10zIR.10101. 10263 (2018).