Nature.com ની મુલાકાત લેવા બદલ આભાર. તમે જે બ્રાઉઝર સંસ્કરણનો ઉપયોગ કરી રહ્યાં છો તેમાં CSS માટે મર્યાદિત સમર્થન છે. શ્રેષ્ઠ અનુભવ માટે, અમે ભલામણ કરીએ છીએ કે તમે અપડેટેડ બ્રાઉઝરનો ઉપયોગ કરો (અથવા Internet Explorer માં સુસંગતતા મોડ બંધ કરો). તે દરમિયાન, સતત સમર્થનની ખાતરી કરવા માટે, અમે શૈલીઓ અને JavaScript વિના સાઇટ પ્રદર્શિત કરીશું.
આ પેપરમાં, 220GHz બ્રોડબેન્ડ હાઇ-પાવર ઇન્ટરલીવ્ડ ડબલ-બ્લેડ ટ્રાવેલિંગ વેવ ટ્યુબ ડિઝાઇન અને ચકાસવામાં આવી છે. સૌપ્રથમ, પ્લેનર ડબલ-બીમ સ્ટેગર્ડ ડબલ-બ્લેડ સ્લો-વેવ સ્ટ્રક્ચર પ્રસ્તાવિત છે. ડ્યુઅલ-મોડ ઑપરેશન સ્કીમનો ઉપયોગ કરીને, ટ્રાન્સમિશન પર્ફોર્મન્સ અને બેન્ડવિડ્થ લગભગ બમણી છે. સિંગલ-કોન પાવરની જરૂરિયાતને પહોંચી વળવા માટે લગભગ બમણો છે. ટ્રાવેલિંગ વેવ ટ્યુબની ક્ષમતા, ડબલ પેન્સિલ આકારની ઇલેક્ટ્રોનિક ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે, ડ્રાઇવિંગ વોલ્ટેજ 20~21 kV છે, અને વર્તમાન 2 × 80 mA છે. ડિઝાઇન ગોલ છે. ડબલ બીમ બંદૂકમાં માસ્ક ભાગ અને કંટ્રોલ ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને, બે પેન્સિલ બીમ્સ તેમના ફોકસિંગ સેન્ટર 7 સાથે ફોકસના અંતરને કેન્દ્રિત કરી શકે છે. .18mm, અને સ્થિરતા સારી છે. સમાન ચુંબકીય ફોકસિંગ સિસ્ટમ પણ ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવી છે. પ્લેનર ડબલ ઇલેક્ટ્રોન બીમનું સ્થિર ટ્રાન્સમિશન અંતર 45 mm સુધી પહોંચી શકે છે, અને ફોકસિંગ મેગ્નેટિક ફિલ્ડ 0.6 T છે, જે સમગ્ર હાઇ ફ્રિકવન્સી સિસ્ટમ (HFS) ને આવરી લેવા માટે પૂરતું છે. પછી, ઇલેક્ટ્રો-પી-સી સ્ટ્રક્ચરની ધીમી-સેલ કામગીરી અને ઇલેક્ટ્રૉપ-સેલ સ્ટ્રક્ચરની ધીમી કામગીરીને ચકાસવા માટે. ) સમગ્ર HFS પર સિમ્યુલેશન્સ પણ કરવામાં આવ્યા હતા. પરિણામો દર્શાવે છે કે બીમ-ઇન્ટરએક્શન સિસ્ટમ 220 GHz પર લગભગ 310 W ની પીક આઉટપુટ પાવર હાંસલ કરી શકે છે, ઑપ્ટિમાઇઝ બીમ વોલ્ટેજ 20.6 kV છે, બીમનો વર્તમાન 2 × 80 mA છે, ગેઇન 38 d3 db 38 d3 db d7 dB છે. GHz. અંતે, HFS ની કામગીરીને ચકાસવા માટે ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર ફેબ્રિકેશન કરવામાં આવે છે, અને પરિણામો દર્શાવે છે કે બેન્ડવિડ્થ અને ટ્રાન્સમિશન લાક્ષણિકતાઓ સિમ્યુલેશન પરિણામો સાથે સારી રીતે સંમત છે. તેથી, આ પેપરમાં પ્રસ્તાવિત સ્કીમ ઉચ્ચ-શક્તિ, અલ્ટ્રા-બ્રૉડબેન્ડ ટેરાહર્ટ્ઝ- સાથે ભવિષ્યના સંભવિત સ્ત્રોતો માટે ઉચ્ચ-શક્તિ, અલ્ટ્રા-બ્રૉડબેન્ડ એપ્લિકેશન વિકસાવવાની અપેક્ષા રાખે છે.
પરંપરાગત શૂન્યાવકાશ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ તરીકે, ટ્રાવેલિંગ વેવ ટ્યુબ (TWT) ઉચ્ચ-રિઝોલ્યુશન રડાર, સેટેલાઇટ કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સ અને અવકાશ સંશોધન1,2,3 જેવી ઘણી એપ્લિકેશન્સમાં બદલી ન શકાય તેવી ભૂમિકા ભજવે છે. જો કે, ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સી ટેરાહર્ટ્ઝ બેન્ડમાં પ્રવેશે છે, પરંપરાગત કમ્પલ-કેવિટી TWT અને લોકોની જરૂરિયાતોને સંતોષવા માટે નીચી TWT જરૂરિયાતો પૂરી પાડવા સક્ષમ છે. સાંકડી બેન્ડવિડ્થ, અને મુશ્કેલ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ. તેથી, THz બેન્ડના પ્રદર્શનમાં વ્યાપકપણે સુધારો કેવી રીતે કરવો તે ઘણી વૈજ્ઞાનિક સંશોધન સંસ્થાઓ માટે ખૂબ જ ચિંતિત મુદ્દો બની ગયો છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, નવલકથા સ્લો-વેવ સ્ટ્રક્ચર્સ (SWSs), જેમ કે સ્ટેગર્ડ ડ્યુઅલ-બ્લેડ (SDV) સ્ટ્રક્ચર્સ, ડ્યૂઅર તરંગ સ્ટ્રક્ચર્સ અને ફોલ્ડર સ્ટ્રક્ચર્સ પર ધ્યાન આપવામાં આવ્યું છે. ખાસ કરીને આશાસ્પદ સંભાવના સાથે નવલકથા SDV-SWSs. આ માળખું 20084 માં UC-ડેવિસ દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું. પ્લાનર સ્ટ્રક્ચરને માઇક્રો-નેનો પ્રોસેસિંગ તકનીકો જેમ કે કમ્પ્યુટર ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ (CNC) અને UV-LIGA દ્વારા સરળતાથી ફેબ્રિકેટ કરી શકાય છે, ઓલ-મેટલ પેકેજ માળખું મોટી થર્મલ ક્ષમતા પ્રદાન કરી શકે છે અને વિશાળ તરંગો અને પાવર આઉટપુટ આઉટપુટ સ્ટ્રક્ચર પ્રદાન કરી શકે છે. હાલમાં, UC ડેવિસે 2017 માં પ્રથમ વખત દર્શાવ્યું હતું કે SDV-TWT G-band5 માં 100 W થી વધુ અને લગભગ 14 GHz બેન્ડવિડ્થ સિગ્નલ જનરેટ કરી શકે છે. જો કે, આ પરિણામોમાં હજુ પણ ગાબડાં છે જે ઉચ્ચ પાવર અને G-D-Band-Wids-Band-Band-Band-Band ની સંબંધિત આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરી શકતા નથી. SDV-TWT, શીટ ઇલેક્ટ્રોન બીમનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. જો કે આ યોજના બીમની વર્તમાન-વહન ક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે, શીટ બીમ ઇલેક્ટ્રોન ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ (EOS) ની અસ્થિરતાને કારણે લાંબા ટ્રાન્સમિશન અંતર જાળવવું મુશ્કેલ છે, અને ત્યાં એક ઓવર-મોડ બીમ ટનલ છે, જે બીમને સ્વ-રેગ્યુ પણ કરી શકે છે.– ઉત્તેજના અને ઓસિલેશન 6,7. ઉચ્ચ આઉટપુટ પાવર, વિશાળ બેન્ડવિડ્થ અને THz TWTની સારી સ્થિરતાની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે, આ પેપરમાં ડ્યુઅલ-મોડ ઑપરેશન સાથે ડ્યુઅલ-બીમ SDV-SWS પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું છે. એટલે કે, ઑપરેટિંગ બેન્ડવિડ્થ વધારવા માટે, આ ઑપરેશનમાં ડ્યુઅલ-મોડ સ્ટ્રક્ચર અને પાવર આઉટપુટ આઉટપુટમાં વધારો કરવાની દરખાસ્ત છે. ડબલ પેન્સિલ બીમનું પ્લેનર ડિસ્ટ્રિબ્યુશન પણ વપરાય છે. સિંગલ પેન્સિલ બીમ રેડિયો વર્ટિકલ કદની મર્યાદાઓને કારણે પ્રમાણમાં નાના હોય છે. જો વર્તમાન ઘનતા ખૂબ ઊંચી હોય, તો બીમ કરંટ ઘટાડવો જોઈએ, પરિણામે પ્રમાણમાં ઓછી આઉટપુટ પાવર થાય છે. બીમ કરંટને સુધારવા માટે, પ્લાનર ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ મલ્ટિબીમ, જે પાછળથી EOS નું કદ EOS પર આધારિત છે. ટનલિંગ, પ્લાનર ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ મલ્ટી-બીમ ઉચ્ચ કુલ બીમ વર્તમાન અને બીમ દીઠ એક નાનો પ્રવાહ જાળવી રાખીને ઉચ્ચ ઉત્પાદન શક્તિ પ્રાપ્ત કરી શકે છે, જે શીટ-બીમ ઉપકરણોની તુલનામાં ઓવરમોડ બીમ ટનલીંગને ટાળી શકે છે. તેથી, ટ્રાવેલિંગ વેવ ટ્યુબની સ્થિરતા જાળવવા માટે તે ફાયદાકારક છે. અગાઉના વર્ક 8,9ના આધારે, આ પેપર ફોકસ બેવડી ફોકસ પેપર બેન્ડ-બેન્ડ ફીલ્ડ, જે મેગ્નેટીક-બીમનું નિર્માણ કરે છે. બીમના સ્થિર ટ્રાન્સમિશન અંતરને મોટા પ્રમાણમાં સુધારી શકે છે અને બીમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા વિસ્તારને વધુ વધારી શકે છે, જેનાથી આઉટપુટ પાવરમાં ઘણો સુધારો થાય છે.
આ પેપરનું માળખું નીચે મુજબ છે.પ્રથમ, પરિમાણો સાથે SWS સેલ ડિઝાઇન, વિક્ષેપ લાક્ષણિકતાઓ વિશ્લેષણ અને ઉચ્ચ આવર્તન સિમ્યુલેશન પરિણામોનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે. પછી, યુનિટ સેલની રચના અનુસાર, આ પેપરમાં ડબલ પેન્સિલ બીમ EOS અને બીમ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સિસ્ટમ ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે. ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર પાર્ટિકલ સિમ્યુલેશનના પરિણામો અને EWT SDOS ના વધારાના પરિણામો રજૂ કરવામાં આવ્યા છે. સમગ્ર એચએફએસની શુદ્ધતા ચકાસવા માટે પેપર ટૂંકમાં ફેબ્રિકેશન અને કોલ્ડ ટેસ્ટના પરિણામો રજૂ કરે છે. અંતે સારાંશ બનાવો.
TWT ના સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટકોમાંના એક તરીકે, ધીમી-તરંગ રચનાના વિખરાયેલા ગુણધર્મો સૂચવે છે કે ઇલેક્ટ્રોન વેગ SWS ના તબક્કાના વેગ સાથે મેળ ખાય છે કે કેમ, અને આ રીતે બીમ-વેવ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર મોટો પ્રભાવ ધરાવે છે. સમગ્ર TWT ની કામગીરીને સુધારવા માટે, એક સુધારેલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માળખું ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે. એકમમાં એફ.સી.સી.ની સંરચના અને રિંગની સૌથી વધુ ક્ષમતા દર્શાવવામાં આવી છે. સિંગલ પેન બીમની શક્તિ મર્યાદા, માળખું આઉટપુટ પાવર અને ઓપરેશન સ્થિરતાને વધુ સુધારવા માટે ડબલ પેન બીમ અપનાવે છે.દરમિયાન, વર્કિંગ બેન્ડવિડ્થ વધારવા માટે, SWS ઓપરેટ કરવા માટે ડ્યુઅલ મોડનો પ્રસ્તાવ મૂકવામાં આવ્યો છે. SDV સ્ટ્રક્ચરની સપ્રમાણતાને કારણે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડ ડિસ્પર્સન ઇક્વેશનના સોલ્યુશનને વિષમ અને સમાન મોડમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. તે જ સમયે, ફંડામેન્ટલ ઓડ મોડનો ઉપયોગ નીચા ફ્રીક્વન્સી બેન્ડ માટે ફંડામેન્ટલ ઓડ મોડનો ઉપયોગ થાય છે. બીમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું એકીકરણ, જેનાથી કાર્યકારી બેન્ડવિડ્થમાં વધુ સુધારો થાય છે.
પાવરની આવશ્યકતાઓ અનુસાર, આખી ટ્યુબ 20 kV ના ડ્રાઇવિંગ વોલ્ટેજ અને 2 × 80 mA ના ડબલ બીમ વર્તમાન સાથે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે. SDV-SWS ની ઓપરેટિંગ બેન્ડવિડ્થ સાથે શક્ય તેટલી નજીકથી વોલ્ટેજને મેચ કરવા માટે, આપણે સમયગાળાની લંબાઈની ગણતરી કરવાની જરૂર છે.
220 GHz ની કેન્દ્ર આવર્તન પર 2.5π પર તબક્કો શિફ્ટ સેટ કરીને, પીરિયડ p 0.46 mm ગણી શકાય છે. આકૃતિ 2a SWS એકમ કોષના વિક્ષેપના ગુણધર્મો દર્શાવે છે. 20 kV બીમલાઈન બાઈમોડલ વળાંક સાથે ખૂબ સારી રીતે મેળ ખાય છે. આવર્તન 720 GHz માં મેચિંગ 720 GHz ની આસપાસ 720 GHz સુધી પહોંચી શકે છે. મોડ) અને 265.4–280 ગીગાહર્ટ્ઝ (ઇવન મોડ) રેન્જ. આકૃતિ 2b સરેરાશ કપ્લીંગ ઇમ્પિડેન્સ દર્શાવે છે, જે 210 થી 290 GHz સુધી 0.6 Ω કરતા વધારે છે, જે સૂચવે છે કે ઓપરેટિંગ બેન્ડવિડ્થમાં મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ થઈ શકે છે.
(a) 20 kV ઇલેક્ટ્રોન બીમલાઇન સાથે ડ્યુઅલ-મોડ SDV-SWS ની વિક્ષેપ લાક્ષણિકતાઓ. (b) SDV સ્લો-વેવ સર્કિટની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અવરોધ.
જો કે, એ નોંધવું અગત્યનું છે કે વિષમ અને સમ સ્થિતિઓ વચ્ચે બેન્ડ ગેપ છે, અને અમે સામાન્ય રીતે આ બેન્ડ ગેપને સ્ટોપ બેન્ડ તરીકે ઓળખીએ છીએ, જેમ કે આકૃતિ 2a માં બતાવ્યા પ્રમાણે. જો TWT આ ફ્રીક્વન્સી બેન્ડની નજીક ચલાવવામાં આવે છે, તો મજબૂત બીમ કપ્લીંગ સ્ટ્રેન્થ આવી શકે છે, જે અનિચ્છનીય ઓસિલેશન તરફ દોરી જશે. સામાન્ય રીતે TWT એપ્લીકેશનનો ઉપયોગ કરીને તેને ટાળી શકાય છે. આ સ્લો-વેવ સ્ટ્રક્ચરનો બેન્ડ ગેપ માત્ર 0.1 ગીગાહર્ટ્ઝ છે. તે નક્કી કરવું મુશ્કેલ છે કે શું આ નાનો બેન્ડ ગેપ ઓસિલેશનનું કારણ બને છે. તેથી, સ્ટોપ બેન્ડની આસપાસની કામગીરીની સ્થિરતાની તપાસ નીચેના PIC સિમ્યુલેશન વિભાગમાં કરવામાં આવશે કે કેમ તે વિશ્લેષણ કરવા માટે અનિચ્છનીય ઓસિલેશન થઈ શકે છે.
સમગ્ર એચએફએસનું મોડેલ આકૃતિ 3 માં દર્શાવવામાં આવ્યું છે. તે SDV-SWS ના બે તબક્કા ધરાવે છે, જે બ્રેગ રિફ્લેક્ટર દ્વારા જોડાયેલ છે. પરાવર્તકનું કાર્ય બે તબક્કાઓ વચ્ચેના સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશનને કાપી નાખવાનું છે, ઓસિલેશન અને નોન-વર્કિંગ મોડ્સના પ્રતિબિંબને દબાવવાનું છે જેમ કે ઉચ્ચ-ક્રમના મોડ્સ અને નીચલી ટ્યુબ દ્વારા ઉત્પાદિત થનારી ઈમ્પર ટ્યુબની સંપૂર્ણ ક્ષમતા. બાહ્ય પર્યાવરણ સાથે જોડાણ, એક રેખીય ટેપર્ડ કપ્લરનો ઉપયોગ SWS ને WR-4 સ્ટાન્ડર્ડ વેવગાઈડ સાથે જોડવા માટે પણ થાય છે. બે-સ્તરના માળખાના ટ્રાન્સમિશન ગુણાંકને 3D સિમ્યુલેશન સોફ્ટવેરમાં ટાઈમ ડોમેન સોલ્વર દ્વારા માપવામાં આવે છે. સામગ્રી પર ટેરાહર્ટ્ઝ બેન્ડની વાસ્તવિક અસરને ધ્યાનમાં રાખીને, પ્રારંભિક કંડક્ટિવિટી અને કંડક્ટિવિટી ઘટાડવા માટે સામગ્રી 2-સ્તરની છે. 5×107 S/m12.
આકૃતિ 4 રેખીય ટેપર્ડ કપ્લર સાથે અને વગર HFS માટે ટ્રાન્સમિશન પરિણામો બતાવે છે. પરિણામો દર્શાવે છે કે કપ્લરની સમગ્ર HFS ના ટ્રાન્સમિશન કામગીરી પર ઓછી અસર પડે છે. 207 માં સમગ્ર સિસ્ટમમાં વળતર નુકશાન (S11 < − 10 dB) અને નિવેશ નુકશાન (S21 > − 5 dB) જે ટ્રાન્સમિશન Hz ~ 280 બ્રૉન્ડ 280 બ્રાંડમાં ટ્રાન્સમિશન બેન્ડ સારા હોય છે.
વેક્યૂમ ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના પાવર સપ્લાય તરીકે, ઈલેક્ટ્રોન ગન સીધું નિર્ધારિત કરે છે કે ઉપકરણ પર્યાપ્ત આઉટપુટ પાવર જનરેટ કરી શકે છે કે કેમ. વિભાગ II માં HFS ના વિશ્લેષણ સાથે મળીને, પૂરતી શક્તિ પ્રદાન કરવા માટે ડ્યુઅલ-બીમ EOS ડિઝાઇન કરવાની જરૂર છે. આ ભાગમાં, W-band8,9 માં અગાઉના કામના આધારે, એક ડબલ પેન્સિલ અને ઈલેક્ટ્રોન ગનનો ઉપયોગ કરીને ઈલેક્ટ્રોન ગન અને ઈલેક્ટ્રોન કંટ્રોલનો સૌથી મોટો ભાગ છે. સંપ્રદાયમાં SWS ની ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓ. FIG માં બતાવ્યા પ્રમાણે.2, ઇલેક્ટ્રોન બીમનું ડ્રાઇવિંગ વોલ્ટેજ Ua શરૂઆતમાં 20 kV પર સેટ છે, બે ઇલેક્ટ્રોન બીમના પ્રવાહ I બંને 80 mA છે, અને ઇલેક્ટ્રોન બીમનો બીમ વ્યાસ dw 0.13 mm છે. તે જ સમયે, ક્રમમાં તેની ખાતરી કરવા માટે કે વર્તમાન ઇલેક્ટ્રોડની ઘનતા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે અને ઇલેક્ટ્રૉન બીમના પ્રવાહની ઘનતા મેળવી શકાય છે. બીમ 7 પર સેટ છે, તેથી ઇલેક્ટ્રોન બીમની વર્તમાન ઘનતા 603 A/cm2 છે, અને કેથોડની વર્તમાન ઘનતા 86 A/cm2 છે, જે દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે આ નવી કેથોડ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે. ડિઝાઈન થિયરી 14, 15, 16, 17 અનુસાર, એક વિશિષ્ટ ઈલેક્ટ્રોન ગનને ઓળખી શકાય છે.
આકૃતિ 5 અનુક્રમે બંદૂકની આડી અને ઊભી યોજનાકીય આકૃતિઓ દર્શાવે છે. તે જોઈ શકાય છે કે x-દિશામાં ઇલેક્ટ્રોન બંદૂકની પ્રોફાઇલ સામાન્ય શીટ જેવી ઇલેક્ટ્રોન બંદૂકની લગભગ સમાન છે, જ્યારે y-દિશામાં બે ઇલેક્ટ્રોન બીમ આંશિક રીતે x-5 ની સ્થિતિથી અલગ છે. mm, y = 0 mm અને x = 0.155 mm, y = 0 mm, અનુક્રમે. કમ્પ્રેશન રેશિયો અને ઇલેક્ટ્રોન ઇન્જેક્શન કદની ડિઝાઇન જરૂરિયાતો અનુસાર, બે કેથોડ સપાટીઓના પરિમાણો 0.91 mm × 0.13 mm હોવાનું નિર્ધારિત કરવામાં આવે છે.
x-દિશામાં પ્રત્યેક ઇલેક્ટ્રોન બીમ દ્વારા મેળવેલા કેન્દ્રિત ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રને તેના પોતાના કેન્દ્ર વિશે સપ્રમાણ બનાવવા માટે, આ પેપર ઇલેક્ટ્રોન બંદૂક પર નિયંત્રણ ઇલેક્ટ્રોડ લાગુ કરે છે. ફોકસિંગ ઇલેક્ટ્રોડ અને નિયંત્રણ ઇલેક્ટ્રોડના વોલ્ટેજને −20 kV પર સેટ કરીને અને એનોડના વોલ્ટેજને 0 V પર સેટ કરીને, અમે ટ્રાગનના ડ્યુજેક્ટ 6 તરીકે દર્શાવી શકાય છે. તે જોઈ શકાય છે કે ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોન y-દિશામાં સારી સંકોચનક્ષમતા ધરાવે છે, અને દરેક ઇલેક્ટ્રોન બીમ તેના પોતાના સમપ્રમાણતાના કેન્દ્ર સાથે x-દિશા તરફ વળે છે, જે દર્શાવે છે કે નિયંત્રણ ઇલેક્ટ્રોડ ફોકસિંગ ઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા પેદા થતા અસમાન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રને સંતુલિત કરે છે.
આકૃતિ 7 x અને y દિશામાં બીમ પરબિડીયું બતાવે છે. પરિણામો દર્શાવે છે કે x-દિશામાં ઇલેક્ટ્રોન બીમનું પ્રક્ષેપણ અંતર y-દિશા કરતા અલગ છે. x દિશામાં ફેંકવાનું અંતર લગભગ 4mm છે, અને y દિશામાં ફેંકવાનું અંતર 7mm ની નજીક છે. તેથી, વાસ્તવિક થ્રો અંતર 4mm અને ઇલેક્ટ્રોન શો 4 mm વચ્ચેનું અંતર પસંદ કરવું જોઈએ. n બીમ કેથોડ સપાટીથી 4.6 મીમી પર છે. આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે ક્રોસ સેક્શનનો આકાર પ્રમાણભૂત ગોળાકાર ઇલેક્ટ્રોન બીમની સૌથી નજીક છે. બે ઇલેક્ટ્રોન બીમ વચ્ચેનું અંતર ડિઝાઇન કરેલ 0.31 મીમીની નજીક છે, અને ત્રિજ્યા લગભગ 0.13 મીમી છે, જે ડિઝાઇનની આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે. આકૃતિ 9 એ બતાવે છે કે વર્તમાન પરિણામો બે 6.A6m હોઈ શકે છે. , જે ડિઝાઇન કરેલ 80mA સાથે સારા કરારમાં છે.
પ્રાયોગિક એપ્લિકેશનમાં ડ્રાઇવિંગ વોલ્ટેજની વધઘટને ધ્યાનમાં લેતા, આ મોડેલની વોલ્ટેજ સંવેદનશીલતાનો અભ્યાસ કરવો જરૂરી છે. 19.8 ~ 20.6 kV ની વોલ્ટેજ શ્રેણીમાં, વર્તમાન અને બીમ વર્તમાન પરબિડીયાઓ મેળવવામાં આવે છે, જે આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે અને આકૃતિ 1 અને આકૃતિ 11 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, આકૃતિ 1 ના પરિણામોમાં ફેરફાર થઈ શકે છે. ઇલેક્ટ્રોન બીમ પરબિડીયું પર વોલ્ટેજની કોઈ અસર થતી નથી, અને ઇલેક્ટ્રોન બીમનો પ્રવાહ ફક્ત 0.74 થી 0.78 A સુધી બદલાય છે. તેથી, તે ધ્યાનમાં લઈ શકાય છે કે આ પેપરમાં રચાયેલ ઇલેક્ટ્રોન ગન વોલ્ટેજ પ્રત્યે સારી સંવેદનશીલતા ધરાવે છે.
x- અને y-દિશાના બીમ પરબિડીયાઓ પર ડ્રાઇવિંગ વોલ્ટેજની વધઘટની અસર.
એક સમાન ચુંબકીય ફોકસિંગ ફિલ્ડ એ એક સામાન્ય કાયમી ચુંબક ફોકસિંગ સિસ્ટમ છે. સમગ્ર બીમ ચેનલમાં સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રના વિતરણને કારણે, તે અક્ષીય સપ્રમાણ ઈલેક્ટ્રોન બીમ માટે ખૂબ જ યોગ્ય છે. આ વિભાગમાં, ડબલ પેન્સિલ બીમના લાંબા-અંતરના પ્રસારણને જાળવવા માટે એક સમાન ચુંબકીય ફોકસિંગ સિસ્ટમ પ્રસ્તાવિત છે, અને આ ક્ષેત્રને વધુ સારી રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે. ફોકસિંગ સિસ્ટમની યોજના પ્રસ્તાવિત છે, અને સંવેદનશીલતાની સમસ્યાનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. સિંગલ પેન્સિલ બીમ18,19 ના સ્થિર ટ્રાન્સમિશન થિયરી અનુસાર, બ્રિલોઈન ચુંબકીય ક્ષેત્ર મૂલ્યની ગણતરી સમીકરણ (2) દ્વારા કરી શકાય છે. આ પેપરમાં, અમે આ સમકક્ષતાનો પણ ઉપયોગ કરીએ છીએ. , ગણતરી કરેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર મૂલ્ય લગભગ 4000 Gs છે. સંદર્ભ મુજબ.20, 1.5-2 ગણી ગણતરી કરેલ મૂલ્ય સામાન્ય રીતે વ્યવહારુ ડિઝાઇનમાં પસંદ કરવામાં આવે છે.
આકૃતિ 12 એક સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર ફોકસિંગ ફીલ્ડ સિસ્ટમનું માળખું બતાવે છે. વાદળી ભાગ એ અક્ષીય દિશામાં ચુંબકિત કાયમી ચુંબક છે. સામગ્રીની પસંદગી NdFeB અથવા FeCoNi છે. સિમ્યુલેશન મોડેલમાં સેટ કરેલ રિમેનન્સ Br 1.3 T છે અને અભેદ્યતા 1.05 છે. પરિભ્રમણની પ્રારંભિક લંબાઈને સુનિશ્ચિત કરવા માટે, પરિભ્રમણની સંપૂર્ણ લંબાઈ સુનિશ્ચિત કરવા માટે, પરિભ્રમણને સુનિશ્ચિત કરવા યોગ્ય છે. 70 mm. વધુમાં, x દિશામાં ચુંબકનું કદ નક્કી કરે છે કે બીમ ચેનલમાં ટ્રાંસવર્સ ચુંબકીય ક્ષેત્ર એકસમાન છે કે નહીં, જેના માટે જરૂરી છે કે x દિશામાં કદ ખૂબ નાનું ન હોઈ શકે. તે જ સમયે, સમગ્ર ટ્યુબના ખર્ચ અને વજનને ધ્યાનમાં લેતા, ચુંબકનું કદ ખૂબ મોટું ન હોવું જોઈએ. તેથી, ચુંબક પ્રારંભિક રીતે tos1mm0 5mm × 5mm 0 mm છે. તે દરમિયાન, સમગ્ર સ્લો-વેવ સર્કિટ ફોકસિંગ સિસ્ટમમાં મૂકી શકાય તેની ખાતરી કરવા માટે, ચુંબક વચ્ચેનું અંતર 20mm પર સેટ કરવામાં આવે છે.
2015 માં, પૂર્ણ ચંદ્ર પાંડા21 એ એક સમાન ચુંબકીય ફોકસિંગ સિસ્ટમમાં નવા સ્ટેપ્ડ હોલ સાથેના ધ્રુવના ટુકડાની દરખાસ્ત કરી, જે કેથોડમાં ફ્લક્સ લીકેજની તીવ્રતા અને પોલ પીસ હોલ પર જનરેટ થતા ટ્રાંસવર્સ મેગ્નેટિક ફિલ્ડને વધુ ઘટાડી શકે છે. આ પેપરમાં, અમે પોલ્સ પીસની જાડા રચનામાં પ્રારંભિક રીતે ફોકસ સિસ્ટમના સ્ટેપ્ડ સ્ટ્રક્ચરનો ઉમેરો કરીએ છીએ. 1.5mm, ત્રણ પગલાંની ઊંચાઈ અને પહોળાઈ 0.5mm છે, અને ધ્રુવના ટુકડાના છિદ્રો વચ્ચેનું અંતર 2mm છે, આકૃતિ 13 માં બતાવ્યા પ્રમાણે.
આકૃતિ 14a બે ઇલેક્ટ્રોન બીમની મધ્યરેખાઓ સાથે અક્ષીય ચુંબકીય ક્ષેત્રનું વિતરણ દર્શાવે છે. તે જોઈ શકાય છે કે બે ઇલેક્ટ્રોન બીમ સાથેના ચુંબકીય ક્ષેત્ર બળ સમાન છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રનું મૂલ્ય લગભગ 6000 Gs છે, જે પ્રસારણ વધારવા માટે સૈદ્ધાંતિક બ્રિલોઇન ક્ષેત્ર કરતાં 1.5 ગણું છે અને બિલાડીના ક્ષેત્ર પર લગભગ સમાન કાર્યક્ષમતા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. કે ધ્રુવનો ભાગ ચુંબકીય પ્રવાહના લિકેજને અટકાવવા પર સારી અસર કરે છે. આકૃતિ 14b બે ઇલેક્ટ્રોન બીમની ઉપરની ધાર પર z દિશામાં ટ્રાંસવર્સ મેગ્નેટિક ફિલ્ડ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન બતાવે છે. તે જોઈ શકાય છે કે ટ્રાન્સવર્સ મેગ્નેટિક ફિલ્ડ માત્ર પોલ પીસ પર 200 Gs કરતા ઓછું છે, જે ટ્રાંસવર્સ ફિલ્ડમાં લગભગ ધીમી ગતિએ સાબિત થાય છે. ઇલેક્ટ્રોન બીમ પર ટ્રાંસવર્સ મેગ્નેટિક ફિલ્ડનો પ્રભાવ નજીવો છે. ધ્રુવના ટુકડાઓની ચુંબકીય સંતૃપ્તિને રોકવા માટે, ધ્રુવના ટુકડાની અંદરના ચુંબકીય ક્ષેત્રની મજબૂતાઈનો અભ્યાસ કરવો જરૂરી છે. આકૃતિ 14c ધ્રુવના ટુકડાની અંદર ચુંબકીય ક્ષેત્રના વિતરણનું સંપૂર્ણ મૂલ્ય દર્શાવે છે. તે જોઈ શકાય છે કે ચુંબકીય ક્ષેત્રની તાકાત 1 કરતાં ઓછી છે. ધ્રુવ ભાગની સંતૃપ્તિ થશે નહીં.
Br = 1.3 T. (a) અક્ષીય ક્ષેત્ર વિતરણ માટે ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિનું વિતરણ. (b) z દિશામાં દ્વારા બાજુની ક્ષેત્રનું વિતરણ. (c) ધ્રુવના ટુકડાની અંદર ક્ષેત્ર વિતરણનું સંપૂર્ણ મૂલ્ય.
CST PS મોડ્યુલના આધારે, ડ્યુઅલ બીમ ગન અને ફોકસિંગ સિસ્ટમની અક્ષીય સંબંધિત સ્થિતિ ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવી છે. સંદર્ભ અનુસાર.9 અને સિમ્યુલેશન, શ્રેષ્ઠ સ્થાન એ છે કે જ્યાં એનોડ ભાગ ચુંબકથી દૂર ધ્રુવના ટુકડાને ઓવરલેપ કરે છે. જો કે, એવું જાણવા મળ્યું કે જો રિમેનન્સ 1.3T પર સેટ કરવામાં આવે, તો ઇલેક્ટ્રોન બીમનું ટ્રાન્સમિટન્સ 99% સુધી પહોંચી શકતું નથી. રિમેનન્સને 1.4 T સુધી વધારીને, ફોકસિંગ x50 ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને Goz50 પર ફોકસ કરવામાં આવશે. yoz વિમાનો આકૃતિ 15 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે. તે જોઈ શકાય છે કે બીમમાં સારું ટ્રાન્સમિશન, નાની વધઘટ અને 45mm કરતા વધારે ટ્રાન્સમિશન અંતર છે.
Br = 1.4 T. (a) xoz પ્લેન. (b) yoz એરક્રાફ્ટ સાથે સજાતીય ચુંબકીય પ્રણાલી હેઠળ ડબલ પેન્સિલ બીમના માર્ગો.
આકૃતિ 16 કેથોડથી દૂર વિવિધ સ્થાનો પર બીમનો ક્રોસ-સેક્શન બતાવે છે. તે જોઈ શકાય છે કે ફોકસિંગ સિસ્ટમમાં બીમ સેક્શનનો આકાર સારી રીતે જાળવવામાં આવ્યો છે, અને સેક્શનનો વ્યાસ વધારે બદલાતો નથી. આકૃતિ 17 અનુક્રમે x અને y દિશામાં બીમ પરબિડીયું બતાવે છે. તે જોઈ શકાય છે કે ફ્લુ18 બંને દિશામાં ખૂબ જ નાની છે. બીમ કરંટના સિમ્યુલેશન પરિણામો. પરિણામો દર્શાવે છે કે વર્તમાન લગભગ 2 × 80 mA છે, જે ઇલેક્ટ્રોન ગન ડિઝાઇનમાં ગણતરી કરેલ મૂલ્ય સાથે સુસંગત છે.
કેથોડથી દૂર અલગ-અલગ સ્થાનો પર ઇલેક્ટ્રોન બીમ ક્રોસ સેક્શન (ફોકસિંગ સિસ્ટમ સાથે).
એસેમ્બલીની ભૂલો, વોલ્ટેજની વધઘટ અને પ્રાયોગિક પ્રક્રિયા એપ્લિકેશનમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિમાં ફેરફાર જેવી સમસ્યાઓની શ્રેણીને ધ્યાનમાં લેતા, ફોકસિંગ સિસ્ટમની સંવેદનશીલતાનું વિશ્લેષણ કરવું જરૂરી છે. કારણ કે વાસ્તવિક પ્રક્રિયામાં એનોડ પીસ અને પોલ પીસ વચ્ચે ગેપ હોય છે, આ ગેપને F1mm 2 ની સિમ્યુલેશન મૂલ્ય સેટ કરવાની જરૂર છે. 9a બીમ પરબિડીયું અને બીમ કરંટ y દિશામાં દર્શાવે છે. આ પરિણામ દર્શાવે છે કે બીમ પરબિડીયુંમાં ફેરફાર નોંધપાત્ર નથી અને બીમ વર્તમાન ભાગ્યે જ બદલાય છે. તેથી, સિસ્ટમ એસેમ્બલી ભૂલો માટે સંવેદનશીલ નથી. ડ્રાઇવિંગ વોલ્ટેજની વધઘટ માટે, ભૂલની શ્રેણી સેટ કરવામાં આવી છે. વોલ્ટેજ ફેરફાર બીમ પરબિડીયું પર થોડી અસર કરે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિમાં ફેરફાર માટે ભૂલ શ્રેણી -0.02 થી +0.03 T સુધી સેટ કરવામાં આવી છે. સરખામણીના પરિણામો આકૃતિ 20 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે. તે જોઈ શકાય છે કે બીમ પરબિડીયું ભાગ્યે જ બદલાય છે, જેનો અર્થ છે કે સમગ્ર EOS ચુંબકીય ક્ષેત્રની મજબૂતાઈમાં ફેરફારો પ્રત્યે સંવેદનશીલ નથી.
એક સમાન ચુંબકીય ફોકસિંગ સિસ્ટમ હેઠળ બીમ પરબિડીયું અને વર્તમાન પરિણામો.(a) એસેમ્બલી સહિષ્ણુતા 0.2 mm છે. (b) ડ્રાઇવિંગ વોલ્ટેજ વધઘટ ±0.5 kV છે.
0.63 થી 0.68 T સુધીના અક્ષીય ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિની વધઘટ સાથે સમાન ચુંબકીય ફોકસિંગ સિસ્ટમ હેઠળ બીમ પરબિડીયું.
આ પેપરમાં રચાયેલ ફોકસિંગ સિસ્ટમ HFS સાથે મેચ થઈ શકે તે સુનિશ્ચિત કરવા માટે, સંશોધન માટે ફોકસિંગ સિસ્ટમ અને HFS ને જોડવું જરૂરી છે. આકૃતિ 21 HFS લોડ કરેલા અને વગરના બીમ પરબિડીયુંની સરખામણી બતાવે છે. પરિણામો દર્શાવે છે કે જ્યારે સમગ્ર HFS લોડ થાય છે ત્યારે બીમ પરબિડીયું વધુ બદલાતું નથી. તેથી ઉપરોક્ત તરંગો માટે યોગ્ય HFS સિસ્ટમ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં આવે છે.
વિભાગ III માં સૂચિત EOS ની શુદ્ધતા ચકાસવા અને 220 GHz SDV-TWT ના પ્રદર્શનની તપાસ કરવા માટે, બીમ-વેવ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું 3D-PIC સિમ્યુલેશન કરવામાં આવે છે. સિમ્યુલેશન સોફ્ટવેર મર્યાદાઓને કારણે, અમે HFS માં સમગ્ર EOS ઉમેરવામાં અસમર્થ હતા. તેથી, ઇલેક્ટ્રોન e10 ની સપાટી સાથે ઇલેક્ટ્રોન ક્વિટી 3 ની બદલી કરવામાં આવી હતી. અને 0.31mm ની બે સપાટીઓ વચ્ચેનું અંતર, ઉપર ડિઝાઇન કરેલ ઇલેક્ટ્રોન ગન જેવા જ પરિમાણો છે. EOS ની અસંવેદનશીલતા અને સારી સ્થિરતાને લીધે, PIC સિમ્યુલેશનમાં શ્રેષ્ઠ આઉટપુટ પાવર હાંસલ કરવા માટે ડ્રાઇવિંગ વોલ્ટેજને યોગ્ય રીતે ઑપ્ટિમાઇઝ કરી શકાય છે. સિમ્યુલેશન પરિણામો દર્શાવે છે કે સંતૃપ્ત આઉટપુટ પાવર, kV 6 નો વીજપ્રવાહ મેળવી શકાય છે. 2 × 80 mA (603 A/cm2), અને 0.05 W નો ઇનપુટ પાવર.
શ્રેષ્ઠ આઉટપુટ સિગ્નલ મેળવવા માટે, ચક્રની સંખ્યાને પણ ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાની જરૂર છે. જ્યારે બે તબક્કાઓની સંખ્યા 42 + 48 ચક્ર હોય ત્યારે શ્રેષ્ઠ આઉટપુટ પાવર પ્રાપ્ત થાય છે, જેમ કે આકૃતિ 22a માં બતાવ્યા પ્રમાણે. A 0.05 W ઇનપુટ સિગ્નલને 38 pFT પાવર આઉટપુટ dB દ્વારા આઉટપુટ dB આઉટપુટ આઉટપુટ દ્વારા 314 W સુધી વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે. ure, 220 GHz પર પહોંચે છે. આકૃતિ 22b એ SWS માં ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જાનું અક્ષીય સ્થાન વિતરણ દર્શાવે છે, જેમાં મોટાભાગના ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જા ગુમાવે છે. આ પરિણામ સૂચવે છે કે SDV-SWS ઇલેક્ટ્રોનની ગતિ ઊર્જાને RF સિગ્નલોમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે, જેનાથી સિગ્નલ એમ્પ્લીફિકેશનનો અનુભવ થાય છે.
220 GHz પર SDV-SWS આઉટપુટ સિગ્નલ. (a) સમાવિષ્ટ સ્પેક્ટ્રમ સાથે આઉટપુટ પાવર. (b) SWS ઇનસેટના અંતે ઇલેક્ટ્રોન બીમ સાથે ઇલેક્ટ્રોનનું ઊર્જા વિતરણ.
આકૃતિ 23 ડ્યુઅલ-મોડ ડ્યુઅલ-બીમ SDV-TWT ની આઉટપુટ પાવર બેન્ડવિડ્થ અને ગેઇન બતાવે છે. 200 થી 275 ગીગાહર્ટ્ઝ સુધીની ફ્રીક્વન્સીઝને સ્વીપ કરીને અને ડ્રાઇવ વોલ્ટેજને ઑપ્ટિમાઇઝ કરીને આઉટપુટ પર્ફોર્મન્સને વધુ સુધારી શકાય છે. આ પરિણામ દર્શાવે છે કે 3-dB એટલે કે 3-dB બેન્ડવિડ્થ કે જે 200 થી 275 GHz સુધી આવરી લે છે. ઓપરેશન ઓપરેટિંગ બેન્ડવિડ્થને મોટા પ્રમાણમાં વિસ્તૃત કરી શકે છે.
જો કે, ફિગ. 2a મુજબ, આપણે જાણીએ છીએ કે વિષમ અને સમ સ્થિતિઓ વચ્ચે સ્ટોપ બેન્ડ છે, જે અનિચ્છનીય ઓસિલેશન તરફ દોરી શકે છે. તેથી, સ્ટોપ્સની આસપાસની કાર્ય સ્થિરતાનો અભ્યાસ કરવાની જરૂર છે. આકૃતિઓ 24a-c એ 20 ns સિમ્યુલેશન પરિણામો છે જે 265.3 GHz, 265GHz, 265GHz, 265 GHz, 2654t કરી શકે છે. જોવું જોઈએ કે સિમ્યુલેશન પરિણામોમાં કેટલીક વધઘટ હોવા છતાં, આઉટપુટ પાવર પ્રમાણમાં સ્થિર છે. સ્પેક્ટ્રમ પણ આકૃતિ 24 માં અનુક્રમે દર્શાવવામાં આવ્યું છે, સ્પેક્ટ્રમ શુદ્ધ છે. આ પરિણામો સૂચવે છે કે સ્ટોપબેન્ડની નજીક કોઈ સ્વ-ઓસિલેશન નથી.
સમગ્ર HFS ની શુદ્ધતા ચકાસવા માટે ફેબ્રિકેશન અને માપન જરૂરી છે. આ ભાગમાં, HFS 0.1 mm ના સાધન વ્યાસ અને 10 μm ની મશીનિંગ ચોકસાઈ સાથે કોમ્પ્યુટર ન્યુમેરિકલ કંટ્રોલ (CNC) ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને બનાવાયેલ છે. ઉચ્ચ-આવર્તન માળખું માટે સામગ્રી હાઇ-ફ્રિકવન્સી-5-ઓક્સિજન-ફ્રી કોમ્પ્યુટર-2 કોમ્પ્યુટર દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે. બ્રિકેટેડ સ્ટ્રક્ચર. સમગ્ર સ્ટ્રક્ચરની લંબાઈ 66.00 mm, પહોળાઈ 20.00 mm અને 8.66 mm ની ઊંચાઈ છે. આઠ પિન છિદ્રો સ્ટ્રક્ચરની આસપાસ વિતરિત કરવામાં આવ્યા છે. આકૃતિ 25b ઇલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપી (SEM) સ્કેન કરીને માળખું દર્શાવે છે. આ રચનાના બ્લેડ સપાટીને સારી રીતે માપે છે અને સપાટીને સારી રીતે માપે છે. ભૂલ 5% કરતા ઓછી છે, અને સપાટીની ખરબચડી લગભગ 0.4μm છે. મશીનિંગ માળખું ડિઝાઇન અને ચોકસાઇ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે.
આકૃતિ 26 વાસ્તવિક પરીક્ષણ પરિણામો અને ટ્રાન્સમિશન કામગીરીના સિમ્યુલેશન વચ્ચેની સરખામણી બતાવે છે. આકૃતિ 26a માં પોર્ટ 1 અને પોર્ટ 2 અનુક્રમે HFS ના ઇનપુટ અને આઉટપુટ પોર્ટને અનુરૂપ છે, અને આકૃતિ 3 માં પોર્ટ 1 અને પોર્ટ 4 ની સમકક્ષ છે. વાસ્તવિક માપન પરિણામો 1 ની સરખામણીમાં સારા પરિણામો છે. S21 માંથી સહેજ ખરાબ છે. કારણ એ હોઈ શકે છે કે સિમ્યુલેશનમાં સેટ કરેલી સામગ્રીની વાહકતા ખૂબ ઊંચી છે અને વાસ્તવિક મશીનિંગ પછી સપાટીની ખરબચડી નબળી છે. એકંદરે, માપેલા પરિણામો સિમ્યુલેશન પરિણામો સાથે સારા કરારમાં છે, અને ટ્રાન્સમિશન બેન્ડવિડ્થ 70 ગીગાહર્ટ્ઝની જરૂરિયાતને પૂર્ણ કરે છે, જે સંભવિતતા, ડબલ્યુ-ટીએમઓ-એસડી-ડબ્લ્યુ-ટીએમઓ-એસડી-ટીએમઓ-એસડીની યોગ્યતાની ચકાસણી કરે છે. વાસ્તવિક ફેબ્રિકેશન પ્રક્રિયા અને પરીક્ષણ પરિણામો સાથે જોડાઈને, આ પેપરમાં પ્રસ્તાવિત અલ્ટ્રા-બ્રૉડબેન્ડ ડ્યુઅલ-બીમ SDV-TWT ડિઝાઇનનો ઉપયોગ અનુગામી ફેબ્રિકેશન અને એપ્લિકેશન માટે થઈ શકે છે.
આ પેપરમાં, પ્લાનર ડિસ્ટ્રિબ્યુશન 220 GHz ડ્યુઅલ-બીમ SDV-TWTની વિગતવાર ડિઝાઈન રજૂ કરવામાં આવી છે. ડ્યુઅલ-મોડ ઑપરેશન અને ડ્યુઅલ-બીમ ઉત્તેજનાનું સંયોજન ઑપરેટિંગ બેન્ડવિડ્થ અને આઉટપુટ પાવરમાં વધુ વધારો કરે છે. સમગ્ર HF ની સાચીતાને ચકાસવા માટે ફેબ્રિકેશન અને કોલ્ડ ટેસ્ટ પણ કરવામાં આવે છે.વાસ્તવિક માપન પરિણામો સિમ્યુલેશન પરિણામો સાથે સારા કરારમાં છે. ડિઝાઇન કરેલ બે-બીમ EOS માટે, બે-પેન્સિલ બીમ બનાવવા માટે માસ્ક સેક્શન અને કંટ્રોલ ઇલેક્ટ્રોડનો એકસાથે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. ડિઝાઇન કરેલા યુનિફોર્મ ફોકસિંગ મેગ્નેટિક ફિલ્ડ હેઠળ, ઇલેક્ટ્રોન બીમને સારા આકાર સાથે લાંબા અંતર પર સ્થિર રીતે પ્રસારિત કરી શકાય છે. ભવિષ્યમાં, TOS નું સંપૂર્ણ ઉત્પાદન અને પરીક્ષણ કરવામાં આવશે. .આ પેપરમાં પ્રસ્તાવિત આ SDV-TWT ડિઝાઈન સ્કીમ વર્તમાન પરિપક્વ પ્લેન પ્રોસેસિંગ ટેક્નોલોજીને સંપૂર્ણ રીતે જોડે છે, અને પરફોર્મન્સ ઈન્ડિકેટર્સ અને પ્રોસેસિંગ અને એસેમ્બલીમાં મોટી સંભાવના દર્શાવે છે. તેથી, આ પેપર માને છે કે પ્લેનર સ્ટ્રક્ચર ટેરાહર્ટ્ઝ બેન્ડમાં વેક્યૂમ ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના વિકાસનું વલણ બનવાની સૌથી વધુ સંભાવના છે.
આ અભ્યાસમાંના મોટા ભાગના કાચા ડેટા અને વિશ્લેષણાત્મક મોડલનો આ પેપરમાં સમાવેશ કરવામાં આવ્યો છે. વાજબી વિનંતી પર સંબંધિત લેખક પાસેથી વધુ સંબંધિત માહિતી મેળવી શકાય છે.
ગેમઝીના, ડી. એટ અલ. સબ-ટેરાહર્ટ્ઝ વેક્યૂમ ઇલેક્ટ્રોનિક્સનું નેનોસ્કેલ CNC મશીનિંગ. IEEE Trans.electronic devices.63, 4067–4073 (2016).
મલેકબાદી, એ. અને પાઓલોની, સી. યુવી-લિગા મલ્ટિલેયર SU-8 ફોટોરેસિસ્ટનો ઉપયોગ કરીને સબ-ટેરાહર્ટ્ઝ વેવગાઈડનું માઇક્રોફેબ્રિકેશન.Micromechanics.Microelectronics.26, 095010. https://doi.org/10.1088/0960-1317/26/9/095010 (2016).
Dhillon, SS et al.2017 THz ટેકનોલોજી રોડમેપ.જે.physics.D to apply.physics.50, 043001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/50/4/043001 (2017).
Shin, YM, Barnett, LR & Luhmann, NC અલ્ટ્રા-બ્રૉડબેન્ડ દ્વારા સ્ટેગર્ડ ડબલ-ગ્રેટિંગ waveguides.application.physics.Wright.93, 221504 દ્વારા પ્લાઝમોનિક તરંગ પ્રચારની મજબૂત કેદ
બેગ, એ. એટ અલ. નેનો સીએનસી મશીન્ડ 220-ગીગાહર્ટ્ઝ ટ્રાવેલિંગ વેવ ટ્યુબ એમ્પ્લીફાયરનું પ્રદર્શન.આઈઇઇઇ ટ્રાન્સ.ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો.64, 590–592 (2017).
હાન, વાય. અને રુઆન, સીજે મેક્રોસ્કોપિક કોલ્ડ ફ્લુઇડ મોડેલ થિયરીનો ઉપયોગ કરીને અનંત વિશાળ શીટ ઇલેક્ટ્રોન બીમની ડાયોકોટ્રોન અસ્થિરતાની તપાસ કરી રહ્યા છે. ચિન ફિઝ બી. 20, 104101. https://doi.org/10.1088/1674-1056/20/1010101 ().
મલ્ટીબીમ ક્લીસ્ટ્રોનમાં બીમના પ્લેનર લેઆઉટ દ્વારા બેન્ડવિડ્થ વધારવાની તક પર ગાલ્ડેત્સ્કી. 12મી IEEE ઈન્ટરનેશનલ કોન્ફરન્સ ઓન વેક્યૂમ ઈલેક્ટ્રોનિક્સ, બેંગલોર, ભારત, 5747003, 317–318 https://doi.org/10.1109/102015101513..
Nguyen, CJ એટ અલ. ડબલ્યુ-બેન્ડ સ્ટેગર્ડ ડબલ-બ્લેડ ટ્રાવેલિંગ વેવ ટ્યુબમાં સાંકડી બીમ વિભાજિત પ્લેન વિતરણ સાથે ત્રણ-બીમ ઇલેક્ટ્રોન ગનની ડિઝાઇન[J].સાયન્સ. રેપ.11, 940.https://doi.org/10.1038/s41598-020-80276-3 (2021).
Wang, PP, Su, YY, Zhang, Z., Wang, WB & Ruan, CJ Planar એ ડબલ્યુ-બેન્ડ ફંડામેન્ટલ મોડ TWT.IEEE Trans.electronic devices.68, 5215–5219 (2021) માટે સાંકડી બીમ વિભાજન સાથે ત્રણ-બીમ ઇલેક્ટ્રોન ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમનું વિતરણ કર્યું.
ઝાન, એમ. મિલિમીટર-વેવ શીટ બીમ્સ 20-22 (પીએચડી, બેહાંગ યુનિવર્સિટી, 2018) સાથે ઇન્ટરલીવ્ડ ડબલ-બ્લેડ ટ્રાવેલિંગ વેવ ટ્યુબ પર સંશોધન.
રુઆન, સીજે, ઝાંગ, એચએફ, તાઓ, જે. અને હે, વાય. જી-બેન્ડ ઇન્ટરલીવ્ડ ડ્યુઅલ-બ્લેડ ટ્રાવેલિંગ વેવ ટ્યુબની બીમ-વેવ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સ્થિરતા પર અભ્યાસ. 2018 ઇન્ફ્રારેડ મિલિમીટર અને ટેરાહર્ટ્ઝ તરંગો પર 43મી આંતરરાષ્ટ્રીય પરિષદ, નાગોયા.8510263, https://z.1010263, https://z.1010263, TH9.101018/18/18/18, TH. 0263 (2018).