Vă mulțumim că vizitați Nature.com.Versiunea de browser pe care o utilizați are suport limitat pentru CSS. Pentru cea mai bună experiență, vă recomandăm să utilizați un browser actualizat (sau să dezactivați modul de compatibilitate în Internet Explorer). Între timp, pentru a asigura suport continuu, vom afișa site-ul fără stiluri și JavaScript.
În această lucrare, este proiectat și verificat un tub cu undă dublă intercalată de bandă largă de mare putere de 220 GHz. În primul rând, este propusă o structură plană cu undă dublă eșalonată cu lamă dublă. Prin utilizarea unei scheme de funcționare în mod dublu, performanța de transmisie și lățimea de bandă sunt aproape duble față de cele ale unui singur mod. Sistemul optic electronic în formă este proiectat, tensiunea de antrenare este de 20 ~ 21 kV, iar curentul este de 2 × 80 mA. Obiective de proiectare. Prin utilizarea părții mască și a electrodului de control în pistolul cu fascicul dublu, cele două fascicule creion pot fi focalizate de-a lungul centrelor lor respectivi cu un raport de compresie de 7, distanța de focalizare este de aproximativ 0,18 mm. ar fasciculul dublu de electroni poate ajunge la 45 mm, iar câmpul magnetic de focalizare este de 0,6 T, ceea ce este suficient pentru a acoperi întregul sistem de înaltă frecvență (HFS). Apoi, pentru a verifica utilizarea sistemului electro-optic și performanța structurii cu unde lente, au fost efectuate simulări cu celule de particule (PIC) pe întregul HFS. Tensiunea fasciculului este de 20,6 kV, curentul fasciculului este de 2 × 80 mA, câștigul este de 38 dB, iar lățimea de bandă de 3 dB depășește 35 dB aproximativ 70 GHz. În cele din urmă, se realizează fabricarea microstructurii de înaltă precizie pentru a verifica performanța HFS, iar rezultatele arată că lățimea de bandă și caracteristicile de transmisie sunt în concordanță cu această schemă de simulare. -surse de radiații în bandă terahertz de putere, bandă ultra-largă, cu potențial pentru aplicații viitoare.
Ca dispozitiv electronic tradițional cu vid, tubul cu undă de călătorie (TWT) joacă un rol de neînlocuit în multe aplicații, cum ar fi radarul de înaltă rezoluție, sistemele de comunicații prin satelit și explorarea spațiului1,2,3. Cu toate acestea, pe măsură ce frecvența de operare intră în banda de teraherți, TWT tradițional cu cavitate cuplată și TWT elicoidal nu au putut satisface nevoile de ieșire relativ reduse ale oamenilor din cauza lățimii de ieșire relativ reduse și a puterii de fabricație dificile. , modul de îmbunătățire a performanței benzii THz a devenit o problemă foarte preocupată pentru multe instituții de cercetare științifică. În ultimii ani, noi structuri cu undă lentă (SWS), cum ar fi structurile cu două lame eșalonate (SDV) și structurile cu ghid de undă pliat (FW), au primit o atenție extinsă datorită structurilor lor plane naturale, în special noul plan SDV-SWS. structura ar poate fi fabricată cu ușurință prin tehnici de procesare micro-nano, cum ar fi controlul numeric computerizat (CNC) și UV-LIGA, structura pachetului integral din metal poate oferi o capacitate termică mai mare cu o putere de ieșire și un câștig mai mare, iar structura de tip ghid de undă poate oferi, de asemenea, o lățime de bandă de lucru mai largă. s în banda G5. Cu toate acestea, aceste rezultate au încă lacune care nu pot îndeplini cerințele aferente de putere mare și lățime de bandă largă în banda de teraherți. Pentru banda G de la UC-Davis SDV-TWT, au fost utilizate fascicule de electroni. tunelul fasciculului în modul supramod, care poate determina, de asemenea, autoreglementarea fasciculului.– Excitație și oscilație 6,7. Pentru a îndeplini cerințele de putere mare de ieșire, lățime de bandă largă și stabilitate bună a THz TWT, în această lucrare este propus un SDV-SWS cu fascicul dublu cu funcționare în mod dublu. Adică, pentru a crește lățimea de bandă de funcționare, este propusă și introdusă funcționarea în mod dublu în această structură. Radiourile cu fascicul creion sunt relativ mici din cauza constrângerilor de dimensiune verticală. Dacă densitatea de curent este prea mare, curentul fasciculului trebuie redus, rezultând o putere de ieșire relativ scăzută. Pentru a îmbunătăți curentul fasciculului, a apărut EOS cu fascicul multifasic planar distribuit, care exploatează dimensiunea laterală a SWS. , care poate evita tunelarea fasciculului supramod în comparație cu dispozitivele cu fascicul de foaie. Prin urmare, este benefic să se mențină stabilitatea tubului cu undă care călătorește. Pe baza lucrărilor anterioare8,9, această lucrare propune un câmp magnetic uniform în bandă G care concentrează fascicul dublu creion EOS, care poate îmbunătăți foarte mult distanța de transmisie stabilă a fasciculului și poate crește în continuare puterea de interacțiune a fasciculului.
Structura acestei lucrări este următoarea. În primul rând, este descrisă proiectarea celulei SWS cu parametri, analiza caracteristicilor de dispersie și rezultatele simularii de înaltă frecvență. Apoi, conform structurii celulei unitare, în această lucrare sunt proiectate un fascicul dublu EOS și un sistem de interacțiune cu fascicul. corectitudinea întregului HFS.În sfârșit, faceți un rezumat.
Fiind una dintre cele mai importante componente ale TWT, proprietățile dispersive ale structurii cu undă lentă indică dacă viteza electronului se potrivește cu viteza de fază a SWS și, astfel, are o mare influență asupra interacțiunii fascicul-undă. Pentru a îmbunătăți performanța întregului TWT, este proiectată o structură de interacțiune îmbunătățită. fascicul stiloului pentru a îmbunătăți și mai mult puterea de ieșire și stabilitatea funcționării.Între timp, pentru a crește lățimea de bandă de lucru, a fost propus un mod dublu pentru a funcționa SWS. Datorită simetriei structurii SDV, soluția ecuației de dispersie a câmpului electromagnetic poate fi împărțită în moduri impar și pare. În același timp, modul impar fundamental al benzii de joasă frecvență și modul par fundamental al benzii de înaltă frecvență sunt utilizate pentru a realiza interacțiunea în continuare a lățimii de bandă de înaltă frecvență, astfel încât să se îmbunătățească funcționarea lățimii benzii de înaltă frecvență.
În conformitate cu cerințele de putere, întregul tub este proiectat cu o tensiune de antrenare de 20 kV și un curent al fasciculului dublu de 2 × 80 mA. Pentru a se potrivi cât mai aproape posibil de tensiune cu lățimea de bandă de funcționare a SDV-SWS, trebuie să calculăm lungimea perioadei p. Relația dintre tensiunea fasciculului și perioadă este prezentată în ecuația (1)10:
Prin setarea defazajului la 2,5π la frecvența centrală de 220 GHz, perioada p poate fi calculată a fi de 0,46 mm. Figura 2a arată proprietățile de dispersie ale celulei unității SWS. Linia fasciculului de 20 kV se potrivește foarte bine cu curba bimodală. modul uniform). Figura 2b arată impedanța medie de cuplare, care este mai mare de 0,6 Ω de la 210 la 290 GHz, ceea ce indică faptul că pot apărea interacțiuni puternice în lățimea de bandă de operare.
(a) Caracteristicile de dispersie ale unui SDV-SWS cu mod dublu cu o linie de fascicul de electroni de 20 kV. (b) Impedanța de interacțiune a circuitului cu undă lentă SDV.
Cu toate acestea, este important de reținut că există o bandă între modurile par și impar și de obicei ne referim la această bandă interzisă ca bandă de oprire, așa cum se arată în Figura 2a. Dacă TWT este operat în apropierea acestei benzi de frecvență, poate apărea o putere puternică de cuplare a fasciculului, care va duce la oscilații nedorite. 0,1 GHz. Este dificil de determinat dacă această bandă interzisă mică cauzează oscilații. Prin urmare, stabilitatea funcționării în jurul benzii de oprire va fi investigată în următoarea secțiune de simulare PIC pentru a analiza dacă pot apărea oscilații nedorite.
Modelul întregului HFS este prezentat în Figura 3. Constă din două trepte de SDV-SWS, conectate prin reflectoare Bragg. Funcția reflectorului este de a întrerupe transmisia semnalului între cele două trepte, de a suprima oscilația și reflectarea modurilor nefuncționale, cum ar fi modurile de ordin înalt generate între lamele superioare și inferioare, astfel încât stabilitatea întregului tub este, de asemenea, utilizată pentru îmbunătățirea conexiunii la mediul extern. pentru a conecta SWS la un ghid de undă standard WR-4. Coeficientul de transmisie al structurii cu două niveluri este măsurat de un solutor în domeniul timpului în software-ul de simulare 3D. Având în vedere efectul real al benzii de teraherți asupra materialului, materialul învelișului de vid este setat inițial la cupru, iar conductivitatea este redusă la 2,25×1207 S/m120.
Figura 4 arată rezultatele transmisiei pentru HFS cu și fără cuple conice liniare. Rezultatele arată că cuplajul are un efect redus asupra performanței de transmisie a întregului HFS. Pierderea de retur (S11 < − 10 dB) și pierderea de inserție (S21 > − 5 dB) a întregului sistem în 207~280 GHz arată caracteristicile de transmisie în bandă largă HFS.
Ca sursă de alimentare a dispozitivelor electronice cu vid, pistolul cu electroni determină în mod direct dacă dispozitivul poate genera suficientă putere de ieșire. În combinație cu analiza HFS din Secțiunea II, un EOS cu fascicul dublu trebuie proiectat pentru a furniza suficientă putere. În această parte, pe baza lucrărilor anterioare în banda W8,9, un pistol cu ​​electroni creion dublu este proiectat folosind o parte plană a mască și electrozi de control, conform cerințelor de proiectare ale SIG din Sect.2, tensiunea de antrenare Ua a fasciculelor de electroni este setată inițial la 20 kV, curenții I ai celor două fascicule de electroni sunt ambele de 80 mA, iar diametrul fasciculului dw al fasciculelor de electroni este de 0,13 mm. densitatea de curent a fasciculului de electroni este de 603 A/cm2, iar densitatea de curent a catodului este de 86 A/cm2, ceea ce poate fi atins prin. Acest lucru se realizează folosind noi materiale catodice. Conform teoriei de proiectare 14, 15, 16, 17, un pistol de electroni Pierce tipic poate fi identificat în mod unic.
Figura 5 prezintă diagramele schematice orizontale și, respectiv, verticale ale pistolului. Se poate observa că profilul tunului de electroni în direcția x este aproape identic cu cel al unui tun de electroni tipic sub formă de foaie, în timp ce în direcția y cele două fascicule de electroni sunt parțial separate de mască. 0 mm, respectiv. Conform cerințelor de proiectare privind raportul de compresie și dimensiunea injecției de electroni, dimensiunile celor două suprafețe catodice sunt determinate a fi de 0,91 mm × 0,13 mm.
Pentru a face câmpul electric focalizat primit de fiecare fascicul de electroni în direcția x simetric față de propriul centru, această lucrare aplică un electrod de control pistolului de electroni. Prin setarea tensiunii electrodului de focalizare și a electrodului de control la -20 kV și tensiunea anodului la 0 V, putem obține distribuția traiectoriei pistolului, așa cum se arată în fig. au o compresibilitate bună în direcția y și fiecare fascicul de electroni converge către direcția x de-a lungul propriului centru de simetrie, ceea ce indică faptul că electrodul de control echilibrează câmpul electric inegal generat de electrodul de focalizare.
Figura 7 prezintă anvelopa fasciculului în direcțiile x și y. Rezultatele arată că distanța de proiecție a fasciculului de electroni în direcția x este diferită de cea în direcția y. Distanța de aruncare în direcția x este de aproximativ 4 mm, iar distanța de aruncare în direcția y este aproape de 7 mm. Prin urmare, distanța reală de aruncare ar trebui să fie aleasă între secțiunea 4 și 8 mm. la 4,6 mm de suprafața catodului. Putem vedea că forma secțiunii transversale este cea mai apropiată de un fascicul de electroni circular standard. Distanța dintre cele două fascicule de electroni este apropiată de 0,31 mm proiectat, iar raza este de aproximativ 0,13 mm, ceea ce îndeplinește cerințele de proiectare. Figura 9 arată rezultatele simulării ale fasciculului de curent. 0mA.
Având în vedere fluctuația tensiunii de antrenare în aplicații practice, este necesar să se studieze sensibilitatea la tensiune a acestui model.În intervalul de tensiune de 19,8 ~ 20,6 kV, se obțin anvelopele curentului și curentului fasciculului, așa cum se arată în Figura 1 și Figura 1.10 și 11. Din rezultate, se poate observa că schimbarea tensiunii de comandă nu are nici un efect numai asupra tensiunii de antrenare, și nici asupra curentului electric. 74 la 0,78 A. Prin urmare, se poate considera că tunul de electroni proiectat în această lucrare are o sensibilitate bună la tensiune.
Efectul fluctuațiilor tensiunii de antrenare asupra anvelopelor fasciculului în direcția x și y.
Un câmp magnetic uniform de focalizare este un sistem obișnuit de focalizare cu magnet permanent. Datorită distribuției uniforme a câmpului magnetic pe întreg canalul fasciculului, este foarte potrivit pentru fasciculele de electroni axisimetrice. În această secțiune, este propus un sistem uniform de focalizare magnetică pentru menținerea transmisiei la distanță lungă a fasciculelor duble creion. Prin analizarea câmpului magnetic generat, se propune proiectarea sistemului de focalizare și a fasciculului. la teoria transmisiei stabile a unui singur fascicul de creion18,19, valoarea câmpului magnetic Brillouin poate fi calculată prin ecuația (2). În această lucrare, folosim și această echivalență pentru a estima câmpul magnetic al unui fascicul de creion dublu distribuit lateral. În combinație cu pistolul de electroni proiectat în această lucrare, valoarea calculată a câmpului magnetic este de aproximativ Gs.40000.20, de 1,5-2 ori valoarea calculată este de obicei aleasă în desenele practice.
Figura 12 prezintă structura unui sistem uniform de câmp de focalizare a câmpului magnetic. Partea albastră este magnetul permanent magnetizat în direcția axială. Selecția materialului este NdFeB sau FeCoNi. Remanența Br stabilită în modelul de simulare este de 1,3 T și permeabilitatea este de 1,05. Pentru a asigura transmisia stabilă a fasciculului în întregul circuit, lungimea inițială a magnetului este de 70 mm. direcția x determină dacă câmpul magnetic transversal în canalul fasciculului este uniform, ceea ce necesită ca dimensiunea în direcția x să nu fie prea mică. În același timp, având în vedere costul și greutatea întregului tub, dimensiunea magnetului nu trebuie să fie prea mare. Prin urmare, magneții sunt setați inițial la 150 mm × 150 mm × 70 mm. s este setat la 20 mm.
În 2015, Purna Chandra Panda21 a propus o piesă polară cu o nouă gaură în trepte într-un sistem uniform de focalizare magnetică, care poate reduce și mai mult magnitudinea scurgerii fluxului către catod și câmpul magnetic transversal generat la orificiul piesei polare. În această lucrare, adăugăm o structură în trepte piesei polare a sistemului de focalizare. trei trepte sunt de 0,5 mm, iar distanța dintre găurile piesei polare este de 2 mm, așa cum se arată în Figura 13.
Figura 14a prezintă distribuția axială a câmpului magnetic de-a lungul liniilor centrale ale celor două fascicule de electroni. Se poate observa că forțele câmpului magnetic de-a lungul celor două fascicule de electroni sunt egale. Valoarea câmpului magnetic este de aproximativ 6000 Gs, care este de 1,5 ori mai mare decât câmpul Brillouin teoretic pentru a crește performanța de transmisie și focalizare. privind prevenirea scurgerii fluxului magnetic. Figura 14b arată distribuția transversală a câmpului magnetic în direcția z la marginea superioară a celor două fascicule de electroni. Se poate observa că câmpul magnetic transversal este mai mic de 200 Gs numai la orificiul piesei polare, în timp ce în circuitul cu unde lente, influența transversală a câmpului magnetic este aproape zero. saturația magnetică a pieselor polare, este necesar să se studieze intensitatea câmpului magnetic din interiorul pieselor polare.Figura 14c arată valoarea absolută a distribuției câmpului magnetic în interiorul piesei polare.Se poate observa că valoarea absolută a intensității câmpului magnetic este mai mică de 1,2T, indicând faptul că saturația magnetică a piesei polare nu va avea loc.
Distribuția intensității câmpului magnetic pentru Br = 1,3 T.(a) Distribuția axială a câmpului.(b) Distribuția laterală a câmpului By în direcția z.(c) Valoarea absolută a distribuției câmpului în interiorul piesei polare.
Pe baza modulului CST PS, poziția relativă axială a pistolului dual beam și a sistemului de focalizare este optimizată. Conform Ref.9 și simulări, locația optimă este locul în care piesa anodului se suprapune piesei polare departe de magnet. Cu toate acestea, s-a constatat că, dacă remanența a fost setată la 1,3T, transmitanța fasciculului de electroni nu ar putea ajunge la 99%. Prin creșterea remanenței la 1,4 T, câmpul magnetic de focalizare va fi mărit la 650 oz și traiectoriile magnetice pe planurile x10am G. Se poate observa că fasciculul are o transmisie bună, fluctuații mici și o distanță de transmisie mai mare de 45 mm.
Traiectorii de fascicule duble de creion sub un sistem magnetic omogen cu Br = 1,4 T.(a) plan xoz.(b) aeronavă yoz.
Figura 16 arată secțiunea transversală a fasciculului în diferite poziții departe de catod. Se poate observa că forma secțiunii fasciculului în sistemul de focalizare este bine întreținută, iar diametrul secțiunii nu se schimbă mult.Figura 17 arată anvelopele fasciculului în direcțiile x și respectiv y. Se poate observa că fluctuația în ambele direcție a fasciculului este foarte mică. Rezultatele arată că curentul este de aproximativ 2 × 80 mA, ceea ce este în concordanță cu valoarea calculată în proiectarea tunului cu electroni.
Secțiune transversală a fasciculului de electroni (cu sistem de focalizare) în diferite poziții, departe de catod.
Având în vedere o serie de probleme cum ar fi erorile de asamblare, fluctuațiile de tensiune și modificările intensității câmpului magnetic în aplicațiile practice de procesare, este necesar să se analizeze sensibilitatea sistemului de focalizare. Deoarece există un decalaj între piesa anodului și piesa polară în procesarea efectivă, acest decalaj trebuie setat în simulare. Rezultatul arată că modificarea învelișului fasciculului nu este semnificativă și curentul fasciculului cu greu se modifică. Prin urmare, sistemul este insensibil la erorile de asamblare. Pentru fluctuația tensiunii de antrenare, intervalul de eroare este setat la ±0,5 kV. Figura 19b arată rezultatele comparației. Se poate observa că modificarea tensiunii are un efect mic asupra intervalului de eroare. modificări ale intensității câmpului magnetic. Rezultatele comparației sunt prezentate în Figura 20. Se poate observa că învelișul fasciculului se modifică cu greu, ceea ce înseamnă că întregul EOS este insensibil la modificările intensității câmpului magnetic.
Anvelopa fasciculului și curentul rezultă într-un sistem uniform de focalizare magnetică. (a) Toleranța de asamblare este de 0,2 mm. (b) Fluctuația tensiunii de antrenare este de ±0,5 kV.
Învelișul fasciculului sub un sistem uniform de focalizare magnetică cu fluctuații de intensitate a câmpului magnetic axial cuprins între 0,63 și 0,68 T.
Pentru a vă asigura că sistemul de focalizare proiectat în această lucrare se poate potrivi cu HFS, este necesar să combinați sistemul de focalizare și HFS pentru cercetare. Figura 21 arată o comparație a anvelopelor fasciculului cu și fără HFS încărcat. Rezultatele arată că anvelopa fasciculului nu se schimbă prea mult atunci când întregul HFS este încărcat. Prin urmare, sistemul de focalizare este potrivit pentru HFS de proiectare a tubului de undă care se deplasează.
Pentru a verifica corectitudinea EOS propusă în secțiunea III și pentru a investiga performanța SDV-TWT de 220 GHz, se efectuează o simulare 3D-PIC a interacțiunii cu undă cu fascicul. pistolul de electroni proiectat mai sus.DEDE INSEnsibilitatea și stabilitatea bună a EOS, tensiunea de conducere poate fi optimizată în mod corespunzător pentru a obține cea mai bună putere de ieșire în simularea PIC. Rezultatele simulării arată că puterea și câștigul saturat de ieșire pot fi obținute la o tensiune de conducere de 20,6 kV, un curent de fascicul de 2 × 80 mA (603 A/CM2) și o putere de intrare de 0,05 W.
Pentru a obține cel mai bun semnal de ieșire, numărul de cicluri trebuie, de asemenea, optimizat. Cea mai bună putere de ieșire se obține atunci când numărul de două etape este de 42 + 48 de cicluri, așa cum se arată în Figura 22a. Un semnal de intrare de 0,05 W este amplificat la 314 W cu un câștig de 38 dB. distribuția poziției axiale a energiei electronilor în SWS, cu majoritatea electronilor pierzând energie. Acest rezultat indică faptul că SDV-SWS poate converti energia cinetică a electronilor în semnale RF, realizând astfel amplificarea semnalului.
Semnal de ieșire SDV-SWS la 220 GHz. (a) Putere de ieșire cu spectru inclus. (b) Distribuția energiei electronilor cu fasciculul de electroni la capătul insertului SWS.
Figura 23 arată lățimea de bandă a puterii de ieșire și câștigul unui SDV-TWT cu fascicul dublu cu mod dublu. Performanța de ieșire poate fi îmbunătățită și mai mult prin frecvențele de baleiaj de la 200 la 275 GHz și prin optimizarea tensiunii de unitate. Acest rezultat arată că lățimea de bandă de 3 dB poate acoperi 205 până la 275 GHz, ceea ce înseamnă că funcționarea cu lățime de bandă de 205 până la 275 GHz poate fi redusă.
Cu toate acestea, conform Fig. 2a, știm că există o bandă de oprire între modurile impar și par, care poate duce la oscilații nedorite. Prin urmare, stabilitatea de lucru în jurul opririlor trebuie studiată. Figurile 24a-c sunt rezultatele simulării de 20 ns la 265,3 GHz, 265,35 GHz și, respectiv, 265 GHz. Deși pot fi observate rezultate de simulare de 4, respectiv 265 GHz. puterea este relativ stabilă. Spectrul este de asemenea prezentat în Figura 24, respectiv, spectrul este pur. Aceste rezultate indică faptul că nu există nicio auto-oscilație în apropierea benzii de oprire.
Fabricarea și măsurarea sunt necesare pentru a verifica corectitudinea întregului HFS. În această parte, HFS este fabricat folosind tehnologia de control numeric computerizat (CNC) cu un diametru al sculei de 0,1 mm și o precizie de prelucrare de 10 μm. Materialul pentru structura de înaltă frecvență este furnizat din cupru fără oxigen de înaltă conductivitate (OFHC). mm, o lățime de 20,00 mm și o înălțime de 8,66 mm. În jurul structurii sunt distribuite opt găuri pentru știfturi. Figura 25b arată structura prin microscopie electronică de scanare (SEM). Lamele acestei structuri sunt produse uniform și au o rugozitate bună a suprafeței. După măsurare precisă, eroarea totală de prelucrare este mai mică de 0,4%, structura de proiectare a suprafeței și pre-prelucrare. cerințe de decizie.
Figura 26 arată comparația dintre rezultatele testelor reale și simulările de performanță de transmisie. Portul 1 și portul 2 din Figura 26a corespund cu porturile de intrare și respectiv de ieșire ale HFS și sunt echivalente cu portul 1 și portul 4 din Figura 3. Rezultatele reale ale măsurătorilor S11 sunt puțin mai bune decât rezultatele simulării. simularea este prea mare și rugozitatea suprafeței după prelucrarea efectivă este slabă. În general, rezultatele măsurate sunt în concordanță bună cu rezultatele simulării, iar lățimea de bandă de transmisie îndeplinește cerința de 70 GHz, ceea ce verifică fezabilitatea și corectitudinea SDV-TWT dual-mod propusă. Prin urmare, combinată cu procesul real de fabricație și rezultatele testelor SDV-T, acest proces de fabricație propriu-zis poate fi utilizat în proiectarea ultra-broad SDV. pentru fabricarea și aplicațiile ulterioare.
În această lucrare, este prezentat un proiect detaliat al unui SDV-TWT cu fascicul dublu de 220 GHz cu distribuție plană. Combinația dintre funcționarea în mod dublu și excitația cu fascicul dublu crește și mai mult lățimea de bandă de operare și puterea de ieșire. Fabricarea și testarea la rece sunt, de asemenea, efectuate pentru a verifica corectitudinea întregului HFS.Rezultatele măsurătorii reale sunt în concordanță bună cu rezultatele simulării. Pentru EOS cu două fascicule proiectat, o secțiune de mască și electrozi de control au fost utilizați împreună pentru a produce un fascicul cu două creion. Sub câmpul magnetic de focalizare uniform proiectat, fasciculul de electroni poate fi transmis stabil pe distanțe lungi, cu o formă bună. În viitor, producția și testarea EOS va fi efectuată, iar întreaga schemă de proiectare va fi efectuată și testarea SDVWT. propus în această lucrare combină pe deplin tehnologia actuală de procesare a planului matur și prezintă un potențial mare în indicatorii de performanță și procesare și asamblare. Prin urmare, această lucrare consideră că structura plană este cel mai probabil să devină tendința de dezvoltare a dispozitivelor electronice cu vid în banda de teraherți.
Cele mai multe dintre datele brute și modelele analitice din acest studiu au fost incluse în această lucrare. Informații suplimentare relevante pot fi obținute de la autorul corespunzător, la cerere rezonabilă.
Gamzina, D. et al.Nanoscale CNC machining of sub-terahertz vacuum electronics.IEEE Trans.electronic devices.63, 4067–4073 (2016).
Malekabadi, A. și Paoloni, C. UV-LIGA microfabrication of sub-terahertz waveguides using multistrat SU-8 photoresist.J.Micromechanics.Microelectronics.26, 095010. https://doi.org/10.1088/0960-1317/26/9/095010 (2016).
Dhillon, SS et al.2017 THz technology roadmap.J.Physics.D to apply.physics.50, 043001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/50/4/043001 (2017).
Shin, YM, Barnett, LR și Luhmann, NC Limitarea puternică a propagării undelor plasmonice prin waveguides cu rețea dublă eșalonată în bandă ultralargă.application.physics.Wright.93, 221504. https://doi.org/10.1063/1.3041646 (2008).
Baig, A. et al.Performance of a Nano CNC Machined 220-GHz Traveling Wave Tube Amplifier.IEEE Trans.electronic devices.64, 590–592 (2017).
Han, Y. & Ruan, CJ Investigarea instabilității diocotronului a fasciculelor de electroni infinit largi folosind teoria modelului macroscopic de fluid rece.
Galdetskiy, AV despre oportunitatea de a crește lățimea de bandă prin structura plană a fasciculului într-un klystron cu fascicul multiplu. În cea de-a 12-a Conferință Internațională IEEE privind Electronica Vacuum, Bangalore, India, 5747003, 317–318 https://doi.org/10.1109/IVEC.20.20103 (5724701).
Nguyen, CJ et al. Design of three-beam electron tuns with ingust beam splitting plane in W-band decaled double-blade traveling wave tub [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 Sistem optic de electroni cu trei fascicule distribuite planar cu separare îngustă a fasciculului pentru dispozitive electronice în mod fundamental în bandă W TWT.IEEE Trans.68, 5215–5219 (2021).
Zhan, M. Research on Interleaved Double-Blade Traveling Wave Tube with Millimeter-Wave Sheet Beams 20-22 (doctorat, Universitatea Beihang, 2018).
Ruan, CJ, Zhang, HF, Tao, J. & He, Y. Studiu privind stabilitatea interacțiunii fascicul-undă a unui tub de unde călătorie cu două lame intercalate în bandă G. 2018 A 43-a Conferință Internațională privind Undele Infraroșu Milimetru și Terahertz, Nagoya.8510263, https://doi.8510263, https://doi.8510263, https://doi.8510263, https://doi.8510263, https://doi. (2018).