Diolch i chi am ymweld â Nature.com.Mae gan y fersiwn porwr rydych yn ei ddefnyddio gefnogaeth gyfyngedig i CSS. I gael y profiad gorau, rydym yn argymell eich bod yn defnyddio porwr wedi'i ddiweddaru (neu ddiffodd modd cydweddoldeb yn Internet Explorer). Yn y cyfamser, er mwyn sicrhau cefnogaeth barhaus, byddwn yn arddangos y wefan heb arddulliau a JavaScript.
Yn y papur hwn, mae 220GHz band eang pŵer uchel rhyngddalennog dwbl-llafn teithio tiwb tonnau tonnau wedi'i gynllunio a verified.First, cynllunr dwbl-trawst fesul cam dwbl-llafn strwythur tonnau araf yw proposed.By ddefnyddio cynllun gweithredu modd deuol, mae'r perfformiad trawsyrru a lled band bron yn ddwbl bod o un-mode.Secondly, er mwyn bodloni'r gofynion system pen-siâp optegol teithiol yn gwella sefydlogrwydd uchel-siâp tiwb electronig wedi'i gynllunio i fodloni gofynion system electronig teithio pen uchel , y foltedd gyrru yw 20 ~ 21 kV, ac mae'r cerrynt yn 2 × 80 mA.Dylunio nodau.Trwy ddefnyddio'r rhan mwgwd a rheoli electrod yn y gwn trawst dwbl, gall y ddau trawst pensil yn canolbwyntio ar hyd eu canolfannau priodol gyda chymhareb cywasgu o 7, y pellter canolbwyntio yw tua 0.18mm, ac mae'r sefydlogrwydd yn dda. ac mae'r maes magnetig ffocws yn 0.6 T, sy'n ddigon i gwmpasu'r system amledd uchel gyfan (HFS). Yna, i wirio defnyddioldeb y system electron-optegol a pherfformiad y strwythur tonnau araf, perfformiwyd efelychiadau cell gronynnau (PIC) hefyd ar yr HFS cyfan. am presennol yw 2 × 80 mA, mae'r cynnydd yn 38 dB, ac mae'r lled band 3-dB yn fwy na 35 dB tua 70 GHz.Yn olaf, gwneuthuriad microstrwythur manwl uchel yn cael ei berfformio i wirio perfformiad yr HFS, ac mae'r canlyniadau'n dangos bod y lled band a'r nodweddion trawsyrru yn cytuno'n dda â'r canlyniadau efelychu, disgwylir i'r papur hwn ddatblygu'r canlyniadau efelychu uwch-band. ffynonellau ymbelydredd gyda photensial ar gyfer cymwysiadau yn y dyfodol.
Fel dyfais electronig gwactod traddodiadol, mae tiwb tonnau teithio (TWT) yn chwarae rhan anadferadwy mewn llawer o gymwysiadau megis radar cydraniad uchel, systemau cyfathrebu lloeren, ac archwilio gofod 1,2,3.Fodd bynnag, wrth i'r amlder gweithredu fynd i mewn i'r band terahertz, nid yw'r ceudod TWT traddodiadol a helical TWT wedi gallu diwallu anghenion pobl oherwydd bod y prosesau gweithgynhyrchu'n gymharol isel, a'r gallu i wella'r band pŵer allbwn yn gymharol isel, a pha mor gyfyng yw'r gallu i wella perfformiad, a pha mor gyfyng yw'r pŵer allbwn. Band Hz wedi dod yn fater pryderus iawn i lawer o sefydliadau ymchwil wyddonol.Yn y blynyddoedd diwethaf, mae strwythurau tonnau araf newydd (SWSs), megis strwythurau deuol-llafn (SDV) a strwythurau plyg waveguide (FW) wedi cael sylw helaeth oherwydd eu strwythurau planar naturiol, yn enwedig y SDV-SWSs nofel gyda potential.This addawol strwythur a gynigiwyd gan UC-0084 adeiladwaith o'r fath gan UC-0084 cyfrifiadur yn hawdd prosesu planano-gall fod yn adeiladwaith micro-Davis. rheoli (CNC) a UV-LIGA, gall y strwythur pecyn holl-metel ddarparu cynhwysedd thermol mwy gyda phŵer allbwn uwch ac enillion, a gall y strwythur tebyg i waveguide hefyd ddarparu lled band gweithio ehangach. y gofynion cysylltiedig o bŵer uchel a lled band eang yn y band terahertz.Ar gyfer UC-Davis's G-band SDV-TWT, trawstiau electron ddalen wedi cael eu defnyddio. Er y gall y cynllun hwn wella'n sylweddol gallu presennol-cario y trawst, mae'n anodd cynnal pellter trosglwyddo hir oherwydd ansefydlogrwydd y trawst dalen system optegol electron (EOS), a all fod yn overmode-twnnel hefyd, a gall fod yn overmode-twnnel hefyd.– Cyffro a oscillation 6,7.In er mwyn bodloni gofynion pŵer allbwn uchel, lled band eang a sefydlogrwydd da THz TWT, mae deuol-beam SDV-SWS gyda gweithrediad deuol-ddelw yn cael ei gynnig yn y paper.That yw, er mwyn cynyddu'r lled band gweithredu, deuol-ddelw gweithrediad yn cael ei gynnig a'i gyflwyno yn y structure.And, er mwyn cynyddu'r pensil beamle allbwn hefyd yn dosbarthu pŵer radios. yn gymharol fach oherwydd cyfyngiadau maint fertigol. Felly, mae'n fuddiol cynnal sefydlogrwydd y tiwb tonnau teithio.Ar sail gwaith blaenorol8,9, mae'r papur hwn yn cynnig maes magnetig unffurf G-band yn canolbwyntio EOS trawst pensil dwbl, a all wella'n fawr y pellter trosglwyddo sefydlog o'r trawst a chynyddu ymhellach yr ardal rhyngweithio trawst, a thrwy hynny wella'r pŵer allbwn yn fawr.
Mae strwythur y papur hwn fel a ganlyn.First, mae'r cynllun cell SWS gyda pharamedrau, dadansoddiad nodweddion gwasgariad a chanlyniadau efelychu amledd uchel yn cael eu disgrifio.Then, yn ôl strwythur y gell uned, mae EOS trawst pensil dwbl a system rhyngweithio trawst yn cael eu cynllunio yn y canlyniadau efelychiad gronynnau paper.Intracellular hefyd yn cael eu cyflwyno i wirio defnyddioldeb EOS a pherfformiad SDV-TWTFaeriad canlyniadau'r cyflwyniad cyfanwaith y profion oerni a chywirdeb y profion cyfanwaith. Yn olaf gwnewch grynodeb.
Fel un o gydrannau pwysicaf y TWT, mae priodweddau gwasgaredig y strwythur tonnau araf yn dangos a yw'r cyflymder electron yn cyd-fynd â chyflymder cam y SWS, ac felly'n cael dylanwad mawr ar y rhyngweithio trawst-don. trawst i wella ymhellach y pŵer allbwn a sefydlogrwydd gweithrediad.Yn y cyfamser, er mwyn cynyddu'r lled band gweithio, mae modd deuol wedi'i gynnig i SWS operate.Due i gymesuredd y strwythur SDV, gall datrysiad yr hafaliad gwasgariad maes electromagnetig gael ei rannu'n odrif a hyd yn oed modes.At yr un pryd, y modd rhyfedd sylfaenol y band amledd isel a'r modd sylfaenol hyd yn oed y band amledd uchel yn cael eu defnyddio i wireddu'r rhyngweithio band eang sy'n gwella ymhellach, bydd y band eang yn gweithio'n well.
Yn ôl y gofynion pŵer, mae'r tiwb cyfan wedi'i ddylunio gyda foltedd gyrru o 20 kV a cherrynt trawst dwbl o 2 × 80 mA. Er mwyn cyfateb y foltedd mor agos â phosibl â lled band gweithredu'r SDV-SWS, mae angen i ni gyfrifo hyd y cyfnod p. Dangosir y berthynas rhwng foltedd trawst a chyfnod yn yr hafaliad (1)10:
Trwy osod y symudiad cam i 2.5π ar amledd y ganolfan o 220 GHz, gellir cyfrifo cyfnod p i fod yn 0.46 mm. Mae Ffigur 2a yn dangos priodweddau gwasgariad cell uned SWS. Ystod GHz (modd eilrif).
(a) Nodweddion gwasgariad SDV-SWS modd deuol gyda thrawst electron 20 kV. (b) Rhwystr rhyngweithiad y gylched tonnau araf SDV.
Fodd bynnag, mae'n bwysig nodi bod bwlch band rhwng y moddau odrif a hyd yn oed, ac rydym fel arfer yn cyfeirio at y bwlch band hwn fel y band stop, fel y dangosir yn Ffigur 2a.Os gweithredir y TWT ger y band amlder hwn, gall cryfder cyplu trawst cryf ddigwydd, a fydd yn arwain at osciliadau diangen.Mewn cymwysiadau ymarferol, rydym yn gyffredinol yn osgoi defnyddio TWT ger y band stop.Fodd bynnag, mae'n anodd gweld strwythur band 1 yn unig. i benderfynu a yw'r bwlch band bach hwn yn achosi osgiliadau.
Mae'r model y HFS cyfan yn cael ei ddangos yn Ffigur 3.It yn cynnwys dau gam o SDV-SWS, wedi'i gysylltu gan Bragg reflectors.The swyddogaeth y adlewyrchydd yw torri i ffwrdd y trosglwyddo signal rhwng y ddau gam, atal y osciliad ac adlewyrchiad o ddulliau nad ydynt yn gweithio megis uchel-drefn dulliau a gynhyrchir rhwng y llafnau uchaf ac isaf, a thrwy hynny wella'n fawr sefydlogrwydd y llafnau uchaf ac isaf, mae cysylltiad SWR hefyd tapr-synhwyrydd a ddefnyddir i gyd-gysylltiad allanol SWR. 4 waveguide.Mae cyfernod trosglwyddo safonol y strwythur dwy lefel yn cael ei fesur gan ddatryswr parth amser yn y meddalwedd efelychiad 3D. Ystyried effaith wirioneddol y band terahertz ar y deunydd, mae deunydd yr amlen wactod wedi'i osod i gopr i ddechrau, ac mae'r dargludedd yn cael ei leihau i 2.25×107 S/m12.
Dengys Ffigur 4 y canlyniadau trawsyrru ar gyfer HFS gyda chyplyddion taprog llinol a hebddynt. Dengys y canlyniadau nad yw'r cwplwr yn cael fawr o effaith ar berfformiad trawsyrru'r HFS cyfan.
Gan fod y cyflenwad pŵer o ddyfeisiau electronig gwactod, y gwn electron yn penderfynu yn uniongyrchol a yw'r ddyfais yn gallu cynhyrchu digon o power.Combined allbwn gyda'r dadansoddiad o HFS yn Adran II, mae angen EOS deuol-trawst yn cael eu cynllunio i ddarparu digon o power.In rhan hon, yn seiliedig ar waith blaenorol yn W-band8,9, gwn electron pensil dwbl wedi'i gynllunio gan ddefnyddio rhan mwgwd planar a rheoli electrodau.First, yn unol â gofynion dylunio SIG S.S.A.2 , mae foltedd gyrru Ua'r trawstiau electron wedi'i osod i 20 kV i ddechrau, mae ceryntau I y ddau belydryn electron ill dau yn 80 mA, ac mae diamedr trawst y trawstiau electron yn 0.13 mm. 603 A/cm2, a dwysedd presennol y catod yw 86 A/cm2, y gellir ei gyflawni gan Cyflawnir hyn gan ddefnyddio deunyddiau catod newydd.Yn ôl damcaniaeth dylunio 14, 15, 16, 17, gellir adnabod gwn electron Pierce nodweddiadol yn unigryw.
Mae Ffigur 5 yn dangos y diagramau sgematig llorweddol a fertigol o'r gwn, yn y drefn honno. Gellir gweld bod proffil y gwn electron yn y cyfeiriad-X bron yn union yr un fath â phroffil gwn electron nodweddiadol tebyg i ddalen, tra yn y cyfeiriad Y mae'r ddau drawst electron wedi'u gwahanu'n rhannol gan 0. , y = 0 mm, yn y drefn honno. Yn unol â gofynion dylunio cymhareb cywasgu a maint pigiad electron, penderfynir bod dimensiynau'r ddau arwyneb catod yn 0.91 mm × 0.13 mm.
Er mwyn gwneud y maes trydan ffocws a dderbynnir gan bob trawst electron yn y cyfeiriad-x yn gymesur am ei ganolfan ei hun, mae'r papur hwn yn cymhwyso electrod rheoli i'r gwn electron.By gosod foltedd yr electrod canolbwyntio a'r electrod rheoli i −20 kV, a foltedd yr anod i 0 V, gallwn gael dosbarthiad taflwybr y gwn beam deuol, fel y gwelir yn y gwn pelydryn deuol, gellir ei weld yn dda. yn y cyfeiriad-y, ac mae pob pelydr electron yn cydgyfeirio tuag at y cyfeiriad-x ar hyd ei ganol cymesuredd ei hun, sy'n dangos bod yr electrod rheoli yn cydbwyso'r maes trydan anghyfartal a gynhyrchir gan yr electrod ffocysu.
Mae Ffigur 7 yn dangos yr amlen trawst yn y x a y directions.The canlyniadau yn dangos bod y pellter rhagamcaniad y trawst electron yn y cyfeiriad x yn wahanol i'r pellter taflu y-direction.The i'r cyfeiriad x tua 4mm, ac mae'r pellter taflu yn y cyfeiriad y yn agos at 7mm.Therefore, dylid dewis y pellter taflu gwirioneddol rhwng 4 a 7 mm.Fig. Gall surface.We weld bod siâp y trawstoriad sydd agosaf at beam.The electron safonol cylchol pellter rhwng y ddau trawstiau electron yn agos at y cynllunio 0.31 mm, ac mae'r radiws yw tua 0.13 mm, sy'n bodloni'r gofynion dylunio. Mae Ffigur 9 yn dangos canlyniadau efelychiad y beam current.It gellir gweld bod y ddau gerrynt trawst yn cael eu cynllunio gyda 76mA cytundeb da, sef 76mA cytundeb da.
O ystyried yr amrywiad mewn foltedd gyrru mewn cymwysiadau ymarferol, mae angen astudio sensitifrwydd foltedd y model hwn.Yn yr ystod foltedd o 19.8 ~ 20.6 kV, ceir yr amlenni cerrynt a thrawst cyfredol, fel y dangosir yn Ffigur 1 a Ffigur 1.10 a 11.O'r canlyniadau, gellir gweld nad yw newid foltedd gyrru yn cael unrhyw effaith ar yr amlen electron A .07 yn unig a'r newidiadau cerrynt 0.07 i fod yn electron. Felly, gellir ystyried bod gan y gwn electron a ddyluniwyd yn y papur hwn sensitifrwydd da i foltedd.
Effaith amrywiadau foltedd gyrru ar yr amlenni pelydr x- ac y-cyfeiriad.
Mae maes ffocws magnetig unffurf yn system ganolbwyntio magnet parhaol cyffredin. 18,19, gellir cyfrifo gwerth maes magnetig Brillouin trwy hafaliad (2).Yn y papur hwn, rydym hefyd yn defnyddio'r cywerthedd hwn i amcangyfrif maes magnetig trawst pensil dwbl wedi'i ddosbarthu'n ochrol. Wedi'i gyfuno â'r gwn electron a gynlluniwyd yn y papur hwn, mae'r gwerth maes magnetig wedi'i gyfrifo tua 4000 Gs. Yn ôl Cyf.20, 1.5-2 gwaith y gwerth cyfrifedig yn cael ei ddewis fel arfer mewn dyluniadau ymarferol.
Mae Ffigur 12 yn dangos strwythur maes magnetig unffurf sy'n canolbwyntio maes system.The rhan las yw'r magnet parhaol magnetized yn y detholiad cyfeiriad echelinol.Material yw NdFeB neu FeCoNi.The remanence Br gosod yn y model efelychiad yn 1.3 T ac mae'r athreiddedd yn 1.05.In er mwyn sicrhau trosglwyddiad sefydlog y trawst yn y gylched gyfan, mae hyd y set x magned i ddechrau a yw maint y magned yn pennu cyfeiriad x. y maes magnetig traws yn y sianel trawst yn unffurf, sy'n ei gwneud yn ofynnol na all y maint yn y cyfeiriad x fod yn rhy small.At yr un pryd, o ystyried y gost a'r pwysau y tiwb cyfan, maint y magnet ni ddylai fod yn rhy large.Therefore, mae'r magnetau yn cael eu gosod i ddechrau i 150 mm × 150 mm × 70 mm.Yn y cyfamser, er mwyn sicrhau y gall y cylched cyfan yn cael ei osod yn araf-wave y pellter rhwng y magnetau gosod yn y system gyfan-wa yn gosod.
Yn 2015, cynigiodd Purna Chandra Panda21 darn polyn gyda thwll grisiog newydd mewn system ffocws magnetig unffurf, a all leihau ymhellach maint y gollyngiadau fflwcs i'r catod a'r maes magnetig ardraws a gynhyrchir yn y darn polyn hole.In y papur hwn, rydym yn ychwanegu strwythur grisiog i'r darn polyn o'r darn polyn y system ffocysu.Trwch y darn polyn camau, uchder a 5 mm yn cael eu gosod i ddechrau tri cham uchder a lled y darn polyn 1 mm. mae'r pellter rhwng tyllau'r darn polyn yn 2mm, fel y dangosir yn Ffigur 13.
Mae Ffigur 14a yn dangos y dosbarthiad maes magnetig echelinol ar hyd y centerlines y ddau beams.It electron gellir gweld bod y lluoedd maes magnetig ar hyd y ddau trawstiau electron yn equal.The gwerth maes magnetig yw tua 6000 Gs, sef 1.5 gwaith y maes Brillouin damcaniaethol i gynyddu trawsyrru a chanolbwyntio performance.At yr un pryd, mae'r maes magnetig ar y polyn fflwˆ n bron yn atal effaith dda ar y darn catho 0 leak, yn dda. age.Figure 14b yn dangos y dosbarthiad maes magnetig ardraws Drwy yn y cyfeiriad z ar ymyl uchaf y ddau beams.It electron gellir gweld bod y maes magnetig ardraws yn llai na 200 Gs yn unig yn y twll darn polyn, tra yn y cylched araf-don, y maes magnetig ardraws bron yn sero, sy'n profi bod dylanwad y trawst magnetig maes ar y trawst negyddu, mae'n angenrheidiol i atal y maes magnetig y pelydryn electron. cryfder y tu mewn i'r polyn pieces.Figure 14c yn dangos gwerth absoliwt y dosbarthiad maes magnetig y tu mewn i'r polyn piece.It gellir gweld bod y gwerth absoliwt y cryfder maes magnetig yn llai na 1.2T, sy'n dangos na fydd dirlawnder magnetig y darn polyn yn digwydd.
Dosbarthiad cryfder maes magnetig ar gyfer Br = 1.3 T.(a) Dosbarthiad cae echelinol.(b) Dosbarthiad cae ochrol Erbyn i'r cyfeiriad z.(c) Gwerth absoliwt dosbarthiad maes o fewn y darn polyn.
Yn seiliedig ar y modiwl CST PS, mae safle cymharol echelinol y gwn trawst deuol a'r system ganolbwyntio wedi'i optimeiddio. Yn ôl Cyf.9 ac efelychiadau, y lleoliad gorau posibl yw lle mae'r darn anod yn gorgyffwrdd y darn polyn i ffwrdd oddi wrth y magnet.However, canfuwyd pe bai'r remanence yn cael ei osod i 1.3T, ni allai transmittance y trawst electron gyrraedd 99%. Gellir gweld bod gan y trawst drosglwyddiad da, amrywiad bach, a phellter trosglwyddo sy'n fwy na 45mm.
Taflwybrau trawstiau pensil dwbl o dan system magnetig homogenaidd gyda Br = 1.4 T.(a) awyren xoz.(b) awyren yoz.
Mae Ffigur 16 yn dangos y trawstoriad trawst mewn gwahanol safleoedd i ffwrdd oddi wrth y catod.It gellir gweld bod siâp yr adran trawst yn y system ganolbwyntio yn cael ei gynnal yn dda, ac nid yw'r diamedr adran yn newid much.Ffigur 17 yn dangos yr amlenni trawst yn y cyfarwyddiadau x ac y, yn ôl eu trefn.Gellir gweld bod amrywiad y trawst i'r ddau gyfeiriad yn dangos canlyniadau cyfredol fod yn fach iawn. tua 2 × 80 mA, sy'n gyson â'r gwerth a gyfrifwyd yn y dyluniad gwn electron.
Trawstoriad pelydr electron (gyda system ffocysu) mewn gwahanol leoliadau i ffwrdd o'r catod.
O ystyried cyfres o broblemau megis gwallau cydosod, amrywiadau foltedd, a newidiadau mewn cryfder maes magnetig mewn cymwysiadau prosesu ymarferol, mae angen dadansoddi sensitifrwydd y system ganolbwyntio. Oherwydd bod bwlch rhwng y darn anod a'r darn polyn mewn prosesu gwirioneddol, mae angen gosod y bwlch hwn yn y simulation.The gwerth bwlch ei osod i 0.2 mm a Ffigur 19a yw'r newid yn dangos y cyfeiriad yn yr amlen gyfredol. sylweddol ac mae'r cerrynt trawst prin changes.Therefore, mae'r system yn ansensitif i walls.For cynulliad yr amrywiad yn y foltedd gyrru, yr ystod gwall wedi ei osod i ±0.5 kV.Ffigur 19b yn dangos y canlyniadau cymhariaeth. Gellir gweld bod y newid foltedd yn cael fawr o effaith ar yr amlen trawst.Mae'r ystod gwall wedi'i osod o -0.03.02 gellir gweld newidiadau yn y maes cryfder magnetig i + 0.0. bod yr amlen trawst prin yn newid, sy'n golygu bod yr EOS cyfan yn ansensitif i newidiadau yn y cryfder maes magnetig.
Amlen trawst a chanlyniadau cerrynt o dan system ffocws magnetig unffurf.(a) Goddefgarwch y cynulliad yw 0.2 mm.(b) Amrediad y foltedd gyrru yw ±0.5 kV.
Amlen trawst o dan system ffocws magnetig unffurf gydag amrywiadau cryfder maes magnetig echelinol yn amrywio o 0.63 i 0.68 T.
Er mwyn sicrhau bod y system ganolbwyntio a gynlluniwyd yn y papur hwn yn gallu cyd-fynd â HFS, mae angen cyfuno'r system ganolbwyntio a HFS ar gyfer research.Figure 21 yn dangos cymhariaeth o amlenni trawst gyda a heb HFS loaded.The canlyniadau yn dangos nad yw'r amlen trawst yn newid llawer pan fydd y HFS cyfan yn loaded.Therefore, mae'r system ganolbwyntio yn addas ar gyfer y tiwb tonnau teithio dylunio HFS uchod.
Er mwyn gwirio cywirdeb yr EOS a gynigir yn Adran III ac ymchwilio i berfformiad y 220 GHz SDV-TWT, efelychiad 3D-PIC o trawst-don rhyngweithio yn performed.Due i gyfyngiadau meddalwedd efelychu, nid oeddem yn gallu ychwanegu'r EOS cyfan i HFS.Therefore, y gwn electron ei ddisodli gan arwyneb allyrru cyfatebol gyda diamedr o 0.1 mm o'r un paramedrau a'r pellter o 0.13 mm yr arwyneb rhwng y dryll o 0.13 a'r un pellter o 0.3 mm yr arwyneb a'r pellter o 0.3 mm yr un paramedrau. wedi'i ddylunio uchod.
Er mwyn cael y signal allbwn gorau, mae angen i nifer y cylchoedd hefyd fod optimized.The pŵer allbwn gorau yn cael ei sicrhau pan fydd y nifer o ddau gam yn 42 + 48 cylchoedd, fel y dangosir yn Ffigur 22a.A 0.05 signal mewnbwn W yn cael ei chwyddo i 314 W gydag ennill o 38 dB.The sbectrwm pŵer allbwn a gafwyd gan Fast Fourier Transforming (FFT) 2 GHz brig yn dangos pur yw Transforming (FFT). dosbarthiad sefyllfa o egni electronau yn y SWS, gyda'r rhan fwyaf o'r electronau yn colli energy.Mae'r canlyniad hwn yn dangos y gall y SDV-SWS drosi egni cinetig electronau yn signalau RF, a thrwy hynny sylweddoli ymhelaethu ar y signal.
Signal allbwn SDV-SWS ar 220 GHz.(a) Pŵer allbwn gyda sbectrwm wedi'i gynnwys.(b) Dosbarthiad egni electronau gyda'r pelydr electronau ar ddiwedd y mewnosodiad SWS.
Mae Ffigur 23 yn dangos y lled band pŵer allbwn ac ennill perfformiad deuol-beam deuol SDV-TWT.Output gellir ei wella ymhellach gan amleddau ysgubo o 200 i 275 GHz a optimeiddio'r foltedd gyrru. Mae canlyniad yn dangos y gall y lled band 3-dB gwmpasu 205 i 275 GHz, sy'n golygu y gall gweithredu deuol ehangu'r band yn fawr.
Fodd bynnag, yn ôl Ffig. 2a, rydym yn gwybod bod band stop rhwng y moddau odrif a hyd yn oed, a all arwain at oscillations.Therefore diangen, sefydlogrwydd gwaith o amgylch y arosfannau angen ei study.Figures 24a-c yw'r canlyniadau efelychiad 20 ns yn 265.3 GHz, 265.35 ns yn cael eu canlyniadau efelychu, 265.35 GHz, a 25.4 GHz yn y drefn honno gellir gweld y canlyniadau ffliw, a 25 GHz yn y drefn honno, a 25.4 GHz wedi gweld canlyniadau efelychiad. ations, mae'r pŵer allbwn yn gymharol sefydlog. Dangosir y sbectrwm hefyd yn Ffigur 24 yn y drefn honno, mae'r sbectrwm yn bur. Mae'r canlyniadau hyn yn dangos nad oes unrhyw hunan-osgiliad ger y band stop.
Mae ffabrigo a mesur yn angenrheidiol i wirio cywirdeb y HFS.Yn y rhan hon, mae'r HFS yn cael ei wneud gan ddefnyddio technoleg rheoli rhifiadol cyfrifiadurol (CNC) gyda diamedr offeryn o 0.1 mm a chywirdeb peiriannu o 10 μm. 20.00 mm ac uchder o 8.66 mm.Mae tyllau pin wyth yn cael eu dosbarthu o amgylch y structure.Figure 25b yn dangos y strwythur trwy sganio microsgopeg electron (SEM).Mae llafnau'r strwythur hwn yn cael eu cynhyrchu'n unffurf ac mae ganddynt roughness arwyneb da.
Mae Ffigur 26 yn dangos y gymhariaeth rhwng canlyniadau profion gwirioneddol ac efelychiadau o berfformiad trawsyrru. Mae Port 1 a Port 2 yn Ffigur 26a yn cyfateb i borthladdoedd mewnbwn ac allbwn yr HFS, yn y drefn honno, ac maent yn cyfateb i Port 1 a Port 4 yn Ffigur 3. Mae canlyniadau mesur gwirioneddol S11 ychydig yn well na'r canlyniadau efelychiad.Ar yr un pryd, efallai y bydd canlyniadau mesuredig y S21 yn y rheswm gwirioneddol fod y deunydd arwynebol ychydig yn waeth a'r dargludedd wyneb yn rhy uchel ar ôl y setiad arwynebol uchel a'r rheswm dros hynny. Mae ining yn poor.Overall, mae'r canlyniadau mesuredig yn cytuno'n dda â'r canlyniadau efelychu, ac mae'r lled band trawsyrru yn bodloni'r gofyniad o 70 GHz, sy'n gwirio dichonoldeb a chywirdeb y modd deuol SDV-TWT.
Yn y papur hwn, mae dyluniad manwl o ddosbarthiad planar 220 GHz deuol-beam SDV-TWT yn cael ei gyflwyno. Mae'r cyfuniad o weithrediad deuol-ddelw a excitation deuol-trawst yn cynyddu ymhellach y lled band gweithredu ac allbwn power.The gwneuthuriad a phrawf oer hefyd yn cael eu cynnal i wirio cywirdeb yr HFS cyfan.Mae'r canlyniadau mesur gwirioneddol yn cytuno'n dda gyda'r efelychiad results.For y EOS dwy-trawst a gynlluniwyd, mae adran mwgwd ac electrodau rheoli wedi cael eu defnyddio gyda'i gilydd i gynhyrchu beam.Under dwy-pensil y dylunio unffurf maes magnetig canolbwyntio, gall y trawst electron yn cael ei drosglwyddo sefydlog dros bellteroedd hir gyda shape.In da yn y dyfodol, bydd cynhyrchu a phrofi EOS yn cael ei wneud, a bydd y prawf thermol SDV hwn yn cyfuno yn llawn ar hyn o bryd cynllun yn cael ei wneud cynllun SDV cyfan yn gyfan gwbl ar hyn o bryd. technoleg prosesu awyren aeddfed, ac yn dangos potensial mawr mewn dangosyddion perfformiad a phrosesu a assembly.Therefore, mae'r papur hwn yn credu bod y strwythur planar yn fwyaf tebygol o ddod yn duedd datblygu dyfeisiau electronig gwactod yn y band terahertz.
Mae'r rhan fwyaf o'r data crai a'r modelau dadansoddol yn yr astudiaeth hon wedi'u cynnwys yn y papur hwn. Gellir cael rhagor o wybodaeth berthnasol gan yr awdur cyfatebol ar gais rhesymol.
Gamzina, D. et al.Nanoscale CNC peiriannu o is-terahertz gwactod electronics.IEEE Trans.electronic devices.63, 4067–4073 (2016).
Malekabadi, A. a Paoloni, C. UV-LIGA microfabrication o is-terahertz waveguides gan ddefnyddio multilayer SU-8 photoresist.J.Micromechanics.Microelectronics.26, 095010. https://doi.org/10.1088/0960-1317/26/9/095010 (2016).
Dhillon, SS et al.2017 map ffyrdd technoleg THz.J.Ffiseg.D i gymhwyso.physics.50, 043001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/50/4/043001 (2017).
Shin, YM, Barnett, LR a Luhmann, NC Cyfyngiad cryf ar ymlediad tonnau plasmonig trwy waveguides gratio dwbl croesgam-eang ultra-band eang.Wright.93, 221504. https://doi.org/10.1063/1.3041646 (2008).
Baig, A. et al.Performance of a Nano CNC Machined 220-GHz Traveling Tube Tube Amplifier.IEEE Trans.electronic devices.64, 590–592 (2017).
Han, Y. & Ruan, CJ Ymchwilio i ansefydlogrwydd diocotron trawstiau electron dalen anfeidrol eang gan ddefnyddio theori model hylif oer macrosgopig.Chin Phys B. 20, 104101. https://doi.org/10.1088/1674-1056/20/10/104101).
Galdetskiy, AV ar y cyfle i gynyddu lled band gan y cynllun planar y trawst mewn klystron multibeam.In 12th IEEE International Conference on Vacuum Electronics, Bangalore, India, 5747003, 317–318 https://doi.org/10.1109/IVEC.2011.
Nguyen, CJ et al.Cynllun gynnau electron tri-pelydr gyda dosbarthiad awyren hollti trawst cul yn y band W fesul cam llafn dwbl tiwb tonnau teithiol[J].Science.Rep.11, 940. https://doi.org/10.1038/s41598-020-80276-3 (2021).
Dosbarthodd Wang, PP, Su, YY, Zhang, Z., Wang, WB & Ruan, CJ Planar system optegol electron tri-beam gyda gwahaniad trawst cul ar gyfer modd sylfaenol band W TWT.IEEE Trans.electronic devices.68, 5215–5219 (2021).
Zhan, M. Ymchwil ar Diwb Tonnau Teithiol Llafn Dwbl Rhyngddalennog gyda Trawstiau Taflen Millimedr-Ton 20-22 (PhD, Prifysgol Beihang, 2018).
Ruan, CJ, Zhang, HF, Tao, J. & He, Y. Astudiaeth ar sefydlogrwydd rhyngweithio trawst-don o tiwb tonnau teithio deuol-llafn rhyngddalennog G-band.2018 43ain Cynhadledd Ryngwladol ar Isgoch Millimedr a Tonnau Terahertz, Nagoya.8510263, https://doi.org/10.10189z (doi.org/10.10189z/ ).