Hatur nuhun pikeun ngadatangan Nature.com.Vérsi browser anu anjeun anggo gaduh dukungan terbatas pikeun CSS. Kanggo pangalaman pangsaéna, kami nyarankeun yén anjeun nganggo browser anu diropéa (atanapi mareuman modeu kasaluyuan dina Internet Explorer).
Dina makalah ieu, hiji 220GHz broadband-kakuatan tinggi interleaved ganda-agul iinditan tube gelombang dirancang jeung verified.First, a planar ganda-beam staggered ganda-agul struktur slow-gelombang proposed.By ngagunakeun skéma operasi dual-mode, kinerja transmisi jeung rubakpita anu ampir dua kali tina single-mode.Secondly, dina urutan pikeun ngaronjatkeun kakuatan-gaya kaluaran gelombang optik sarta sistem optik ganda dina urutan pikeun minuhan sarat tina tabung-jalan optik. dirancang, tegangan nyetir téh 20 ~ 21 kV, sarta ayeuna téh 2 × 80 mA.Design goals.By ngagunakeun bagian topeng jeung éléktroda kontrol dina gun beam ganda, dua balok pensil bisa fokus sapanjang puseur masing-masing kalawan rasio komprési 7, jarak fokus nyaeta ngeunaan 0.18mm, sarta ogé geus stabilisasi éléktromagnétik planing Sistim ganda. am tiasa ngahontal 45 mm, sarta médan magnét fokus nyaeta 0,6 T, nu cukup pikeun nutupan sakabéh sistem frékuénsi luhur (HFS). Lajeng, pikeun pariksa usability sistem éléktron-optik jeung kinerja struktur slow-gelombang, sél partikel (PIC) simulasi ogé dipigawé dina sakabéh HFS. Hasilna nunjukkeun yén kakuatan beam-interaksi tina W20 dioptimalkeun dina deukeut 2 GHz bisa ngahontal tegangan kaluaran 2 GHz. nyaeta 20,6 kV, arus beam nyaeta 2 × 80 mA, gain nyaeta 38 dB, sarta rubakpita 3-dB ngaleuwihan 35 dB ngeunaan 70 GHz. Tungtungna,-precision tinggi microstructure fabrikasi dipigawé pikeun pariksa kinerja HFS, sarta hasil némbongkeun yén rubakpita jeung transmisi ciri anu di skéma alus jeung skéma anu diusulkeun dina simulasi ieu kalawan ultra-daya, nu diusulkeun dina kertas. sumber radiasi terahertz-band kalawan poténsial pikeun aplikasi hareup.
Salaku alat éléktronik vakum tradisional, iinditan tube gelombang (TWT) muterkeun hiji peran irreplaceable dina loba aplikasi kayaning radar resolusi luhur, sistem komunikasi satelit, sarta exploration spasi 1,2,3.However, sakumaha frékuénsi operasi asup kana pita terahertz, TWT gandeng-rongga tradisional jeung TWT hélik geus teu bisa nyumponan kabutuhan rélatif low, manufaktur kakuatan, rélatif low, sarta prosés manufaktur. kinerja pita THz geus jadi masalah pisan prihatin pikeun loba lembaga panalungtikan ilmiah. Dina taun anyar, novel struktur slow-gelombang (SWSs), kayaning struktur staggered dual-wilah (SDV) jeung narilep waveguide (FW) struktur, geus narima perhatian éksténsif alatan struktur planar alam maranéhanana, utamana novel SDV-SWSs kalawan struktur rencana-rencana ieu bisa gampang diusulkeun ku 8 Davis 8. Didamel ku téknik pamrosésan mikro-nano sapertos kontrol angka komputer (CNC) sareng UV-LIGA, struktur pakét sadaya-logam tiasa nyayogikeun kapasitas termal anu langkung ageung kalayan kakuatan kaluaran sareng kauntungan anu langkung luhur, sareng struktur sapertos waveguide ogé tiasa nyayogikeun bandwidth kerja anu langkung ageung. Sanajan kitu, hasil ieu masih mibanda sela nu teu bisa minuhan sarat patali kakuatan tinggi jeung rubakpita lega dina pita terahertz. Pikeun UC-Davis urang G-band SDV-TWT, lambar éléktron balok geus dipaké. Sanajan skéma ieu nyata bisa ngaronjatkeun kapasitas arus-mawa tina beam, hese ngajaga jarak transmisi panjang alatan instability sahiji lambaran éléktron, sarta sistem optik bisa jadi leuwih ti hiji torowongan EOS, sarta sistem optik. balok pikeun ngatur diri.- Éksitasi sareng osilasi 6,7. Dina raraga nyumponan sarat kakuatan kaluaran anu luhur, rubakpita lebar sareng stabilitas THz TWT anu hadé, SDV-SWS dual-beam kalayan operasi dual-mode diusulkeun dina tulisan ieu. anu relatif leutik alatan constraints ukuranana nangtung. Lamun dénsitas ayeuna teuing tinggi, arus beam kudu ngurangan, hasilna power.To kaluaran rélatif low. Pikeun ngaronjatkeun arus beam, planar disebarkeun multibeam EOS geus mecenghul, nu exploits ukuran gurat tina SWS. Kusabab tunneling beam bebas, planar disebarkeun multi-beam ayeuna bisa ngahindarkeun hiji beam kaluaran tinggi ngaliwatan beam leutik, sarta total beam kaluaran luhur bisa ngahindarkeun hiji beam kaluaran tinggi permode arus tinggi, sarta total beam kaluaran leutik. am tunneling dibandingkeun lambar-beam devices.Therefore, éta mangpaat pikeun ngajaga stabilitas tina tube gelombang iinditan.Dina dasar work8,9 saméméhna, makalah ieu proposes a G-band seragam médan magnét fokus ganda pensil beam EOS, nu bisa greatly ngaronjatkeun jarak transmisi stabil tina beam sarta salajengna ngaronjatkeun aréa interaksi beam, kukituna greatly improving kakuatan kaluaran.
Struktur makalah ieu di handap.Kahiji, desain sél SWS kalawan parameter, analisis ciri dispersi jeung hasil simulasi frékuénsi luhur digambarkeun. Lajeng, nurutkeun struktur sél Unit, pensil ganda EOS balok jeung sistem interaksi beam dirancang dina makalah ieu. Hasil simulasi partikel intrasélular ogé dibere pikeun pariksa usability EOS jeung kinerja sakabéh SDV-TWT nu bener tina tés, pariksa kaluaran tés dina sakedap. HFS.Ahirna nyieun kasimpulan.
Salaku salah sahiji komponén pangpentingna TWT, sipat dispersive tina struktur slow-gelombang nunjukkeun naha laju éléktron cocog laju fase tina SWS, sahingga boga pangaruh hébat kana interaksi beam-gelombang. Pikeun ngaronjatkeun kinerja sakabeh TWT, struktur interaksi ningkat dirancang. balok kalam ganda pikeun ningkatkeun kakuatan kaluaran sareng stabilitas operasi.Samentara éta, dina raraga ngaronjatkeun rubakpita gawé, hiji mode dual geus diajukeun ka SWS beroperasi. Kusabab simétri tina struktur SDV, leyuran tina persamaan dispersi médan éléktromagnétik bisa dibagi kana ganjil jeung malah modes.At dina waktos anu sareng, mode ganjil dasar tina pita frékuénsi low jeung dasar malah mode tina pita frékuénsi luhur anu dipaké pikeun ngawujudkeun interaksi broadband nu beamronization salajengna.
Numutkeun sarat kakuatan, sakabeh tube dirancang kalayan tegangan nyetir 20 kV sarta arus beam ganda 2 × 80 mA. Dina raraga cocog tegangan sacaket mungkin ka rubakpita operasi tina SDV-SWS, urang kudu ngitung panjang periode p. Hubungan antara tegangan beam jeung jaman ditémbongkeun dina persamaan (1)10:
Ku netepkeun shift fase ka 2.5π dina frékuénsi puseur 220 GHz, période p bisa diitung jadi 0.46 mm. Gambar 2a nembongkeun sipat dispersi sél unit SWS. Beamline 20 kV cocog pisan jeung kurva bimodal. Pita frékuénsi cocog bisa ngahontal kira-kira 70 GHz–2.210 GHz (2.650 GHz) jeung 210 GHz (2.650 GHz) GHz (mode malah) rentang.Gambar 2b nembongkeun impedansi gandeng rata, nu leuwih gede ti 0,6 Ω ti 210 nepi ka 290 GHz, nunjukkeun yén interaksi kuat bisa lumangsung dina rubakpita operasi.
(a) Karakteristik dispersi tina dual-mode SDV-SWS kalawan 20 kV beamline éléktron. (b) Interaksi impedansi tina SDV sirkuit slow-gelombang.
Sanajan kitu, hal anu penting pikeun dicatet yén aya gap band antara modus ganjil jeung malah, sarta kami biasana nujul kana gap band ieu salaku stop band, ditémbongkeun saperti dina Gambar 2a. Lamun TWT dioperasikeun deukeut pita frékuénsi ieu, kakuatan gandeng beam kuat bisa lumangsung, nu bakal ngakibatkeun osilasi nu teu dihoyongkeun. Dina aplikasi praktis, urang umumna ulah ngagunakeun TWT struktur band.How di deukeut band ieu. 0,1 GHz.Hese nangtukeun naha celah pita leutik ieu ngabalukarkeun osilasi.Ku kituna, stabilitas operasi sabudeureun band eureun bakal ditalungtik dina bagian simulasi PIC handap pikeun nganalisis naha osilasi nu teu dihoyongkeun bisa lumangsung.
Model sakabéh HFS dipidangkeun dina Gambar 3. Ieu diwangun ku dua tahapan SDV-SWS, disambungkeun ku Bragg reflectors.The fungsi pemantul nyaéta pikeun neukteuk off transmisi sinyal antara dua tahapan, ngurangan osilasi jeung cerminan tina mode non-kerja kayaning mode tinggi-urutan dihasilkeun antara wilah luhur jeung handap, kukituna greatly ngaronjatkeun sambungan kabel kana sakabéh tube. nyambungkeun SWS ka WR-4 waveguide baku.Koéfisién transmisi struktur dua-tingkat diukur ku solver domain waktu dina software simulasi 3D. Considering pangaruh sabenerna tina band terahertz dina bahan, bahan amplop vakum mimitina disetel ka tambaga, sarta konduktivitas nu diréduksi jadi 2,25 × 127 S / m 127.
angka 4 nembongkeun hasil transmisi pikeun HFS kalawan jeung tanpa linear tapered couplers.The hasil némbongkeun yén coupler ngabogaan saeutik pangaruh dina kinerja transmisi sakabéh HFS.The balik leungitna (S11 <- 10 dB) jeung leungitna sisipan (S21 > - 5 dB) sakabeh sistem dina 207 ~ 280 GHz transmisi broadband némbongkeun ciri alus.
Salaku catu daya alat éléktronik vakum, gun éléktron langsung nangtukeun naha alat bisa ngahasilkeun kakuatan kaluaran cukup. Digabungkeun jeung analisis HFS dina Bagéan II, a EOS dual-beam perlu dirancang pikeun nyadiakeun kakuatan cukup. Dina bagian ieu, dumasar kana karya saméméhna di W-band8,9, a gun éléktron pensil ganda dirancang ngagunakeun bagian topeng planar jeung éléktroda kontrol pikeun SIG sarat dina rarancang munggaran.2, tegangan nyetir Ua tina balok éléktron mimitina disetel ka 20 kV, arus I tina dua balok éléktron duanana 80 mA, sarta diaméter balok dw tina balok éléktron nyaéta 0,13 mm. Dina waktu nu sarua, guna mastikeun yén dénsitas ayeuna tina beam éléktron jeung katoda komprési éléktromagnétik bisa disetél, jadi dénsitas éléktromagnétik bisa diatur jadi ratio 7. n beam nyaeta 603 A / cm2, sarta dénsitas ayeuna katoda nyaeta 86 A / cm2, nu bisa dihontal ku Ieu kahontal ngagunakeun bahan katoda anyar. Numutkeun téori desain 14, 15, 16, 17, a gun éléktron Pierce has bisa dicirikeun uniquely.
angka 5 nembongkeun diagram skéma horisontal jeung nangtung tina gun, masing-masing. Ieu bisa ditempo yén profil tina gun éléktron dina x-arah ampir identik jeung nu ti lambar-kawas gun éléktron has, sedengkeun dina arah y dua balok éléktron anu sawaréh dipisahkeun ku mask. Posisi dua katoda aya dina x = 5 mm, x 5 mm 0, x 5 mm 0, x 5 mm 0, 5 mm 0, 5 mm 0, 5 mm 0, 0,5 mm 0, 5 mm 0 = 0,5 mm. y = 0 mm, masing-masing.Numutkeun syarat desain rasio komprési sareng ukuran suntik éléktron, diménsi dua permukaan katoda ditangtukeun 0,91 mm × 0,13 mm.
Dina raraga nyieun médan listrik fokus narima unggal beam éléktron dina x-arah simetris ngeunaan puseur sorangan, makalah ieu nerapkeun hiji éléktroda kontrol ka gun éléktron. Ku netepkeun tegangan éléktroda fokus jeung éléktroda kontrol ka −20 kV, sarta tegangan anoda ka 0 V, urang bisa ménta sebaran lintasan tina éléktroda beam. Kamampuhan dina arah y, sarta unggal sinar éléktron converges arah x-arah sapanjang puseur simetri sorangan, nu nunjukkeun yén éléktroda kontrol balances médan listrik unequal dihasilkeun ku éléktroda fokus.
angka 7 nembongkeun amplop beam dina x jeung y directions.The hasil némbongkeun yén jarak proyéksi tina beam éléktron dina x-arah mah béda ti nu di y-direction.The jarak lémparan dina arah x nyaeta ngeunaan 4mm, sarta jarak lémparan dina arah y deukeut ka 7mm.Ku alatan éta, jarak lémparan sabenerna 7 mm kudu dipilih antara 4 mm sarta lémparan éléktromagnétik. .6 mm ti surface.We katoda bisa ningali yén bentuk bagian cross nu pangdeukeutna ka baku sirkular éléktron beam.The jarak antara dua balok éléktron deukeut ka dirancang 0,31 mm, sarta radius nyaeta ngeunaan 0,13 mm, nu meets sarat desain. Gambar 9 nembongkeun hasil simulasi tina beam ayeuna. A.
Mertimbangkeun turun naek tegangan nyetir dina aplikasi praktis, perlu pikeun diajar sensitipitas tegangan model ieu. Dina rentang tegangan 19.8 ~ 20.6 kV, arus jeung beam amplop ayeuna diala, ditémbongkeun saperti dina Gambar 1 jeung Gambar 1.10 jeung 11. Tina hasil, éta bisa ditempo yén éléktromagnétik sarta éléktromagnétik boga parobahan dina amplop arus jeung tegangan dina nyetir ayeuna wungkul. 0,74 ka 0,78 A.Ku kituna, éta bisa dianggap yén gun éléktron dirancang dina makalah ieu boga sensitipitas alus mun tegangan.
Pangaruh fluctuations tegangan nyetir on amplop beam x- jeung y-arah.
Médan pokus magnét seragam nyaéta sistem fokus magnet permanén umum. Kusabab distribusi médan magnét seragam sapanjang saluran sinar, éta cocog pisan pikeun balok éléktron axisymmetric. Dina bagian ieu, sistem fokus magnét seragam pikeun ngajaga transmisi jarak jauh tina balok pensil ganda diusulkeun. Téori transmisi stabil tina beam18,19 pensil tunggal, nilai médan magnét Brillouin bisa diitung ku persamaan (2) .Dina makalah ieu, urang ogé ngagunakeun equivalence ieu keur estimasi médan magnét tina balok pensil ganda disebarkeun laterally.Combined jeung gun éléktron dirancang dina makalah ieu, nilai médan magnét diitung téh ngeunaan 4000 Gs mun Ref.According.20, 1,5-2 kali nilai diitung biasana dipilih dina desain praktis.
Angka 12 nembongkeun struktur médan magnét seragam fokus system.The bagian biru teh magnet permanén magnetized dina direction.Material Pilihan axial nyaeta NdFeB atanapi FeCoNi.The remanence Br diatur dina model simulasi nyaeta 1.3 T sarta perméabilitas nyaeta 1.05.In urutan pikeun mastikeun transmisi stabil tina beam tina magnet dina sakabeh 7. Dina urutan pikeun mastikeun transmisi stabil tina beam tina magnet dina sakabéh 7.mm. x arah nangtukeun naha médan magnét transverse dina channel beam nyaeta seragam, nu merlukeun ukuran dina arah x teu bisa teuing small.At dina waktos anu sareng, tempo biaya jeung beurat sakabeh tube, ukuran magnet teu kudu teuing large.Therefore, nu magnét mimitina disetel ka 150 mm × 150 mm × 70 mm.Samentara éta, sirkuit bisa ditempatkeun di antara jarak 70 mm. 20 mm.
Dina 2015, Purna Chandra Panda21 ngusulkeun sapotong kutub jeung liang stepped anyar dina sistem fokus magnét seragam, nu salajengna bisa ngurangan gedena leakage fluks ka katoda jeung médan magnét transverse dihasilkeun dina kutub sapotong hole.In makalah ieu, urang tambahkeun struktur stepped kana sapotong kutub tina pole 1 mm, ketebalan awal jeung ketebalan set tina pole 1 mm mimiti set. tilu léngkah nyaéta 0.5mm, sareng jarak antara liang potongan kutub nyaéta 2mm, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 13.
Gambar 14a nembongkeun sebaran médan magnét axial sapanjang garis tengah dua balok éléktron. Ieu bisa ditempo yén gaya médan magnét sapanjang dua balok éléktron sarua. Nilai médan magnét kira 6000 Gs, nu 1,5 kali médan Brillouin téoritis pikeun ngaronjatkeun transmisi jeung fokus performance.At dina waktu nu sarua, nu cathode sapotong médan magnét pangaruh positif dina waktu nu sarua, nu cathode sapotong alus dina pangaruh magnét. nyegah leakage fluks magnét.Gambar 14b nembongkeun sebaran médan magnét transverse Ku dina arah z di ujung luhur dua beams éléktron.Hal ieu bisa ditempo yén médan magnét transverse kirang ti 200 Gs ngan dina liang sapotong kutub, sedengkeun dina sirkuit slow-gelombang, médan magnét transverse ampir enol, nu ngabuktikeun yén pangaruh médan magnét transversal dina poglig transversal nyaéta kirang ti 200 Gs. , Perlu diajar kakuatan médan magnét di jero potongan kutub. Gambar 14c nunjukkeun nilai mutlak sebaran médan magnét di jero potongan kutub. Ieu tiasa katingali yén nilai mutlak kakuatan médan magnét kirang ti 1.2T, nunjukkeun yén jenuh magnét tina potongan kutub moal lumangsung.
Distribusi kakuatan médan magnét pikeun Br = 1,3 T. (a) Distribusi médan aksial. (b) Distribusi médan lateral Ku dina arah z. (c) Nilai mutlak sebaran médan dina potongan kutub.
Dumasar kana modul CST PS, posisi relatif axial tina gun beam dual jeung sistem fokus ieu optimized.According Ref.9 sarta simulasi, lokasi optimal nyaeta dimana sapotong anoda tumpang tindihna potongan kutub jauh ti magnet.However, kapanggih yén lamun remanence ieu disetel ka 1.3T, transmittance tina beam éléktron teu bisa ngahontal 99%.Ku ngaronjatna remanence ka 1.4 T, fokus médan magnét bakal ngaronjat nepi ka 6500 G. 15. Ieu bisa ditempo yén beam ngabogaan transmisi alus, turun naek leutik, sarta jarak transmisi gede ti 45mm.
Lintasan balok pensil ganda dina sistem magnét homogen kalayan Br = 1,4 T.(a) pesawat xoz.(b) pesawat yoz.
angka 16 nembongkeun cross-bagian tina balok dina posisi béda jauh ti katoda. Ieu bisa ditempo yén bentuk bagian beam dina sistem fokus dijaga ogé, sarta diaméterna bagian teu robah teuing. Gambar 17 nembongkeun amplop beam dina arah x jeung y, masing-masing. Hasilna nunjukkeun yén arusna sakitar 2 × 80 mA, anu konsisten sareng nilai diitung dina desain gun éléktron.
Bagian melintang sinar éléktron (kalayan sistem fokus) dina posisi anu béda jauh ti katoda.
Mertimbangkeun runtuyan masalah kayaning kasalahan assembly, fluctuations tegangan, sarta parobahan kakuatan médan magnét dina aplikasi processing praktis, perlu pikeun nganalisis sensitipitas sahiji sistem fokus. Kusabab aya gap antara sapotong anoda jeung sapotong kutub dina ngolah sabenerna, gap ieu perlu diatur dina simulasi. Nilai gap ieu disetel ka 0,2 mm arah jeung Gambar ieu disetél ka arah 0,2 am sarta envelop dina arah 19 mm. Hasilna nunjukkeun yén parobahan dina amplop beam teu signifikan jeung ayeuna beam boro robah.Ku alatan éta, sistem teu merhatikeun kasalahan assembly.Pikeun turun naek tegangan nyetir, rentang kasalahan disetel ka ± 0,5 kV.Gambar 19b nembongkeun hasil ngabandingkeun.Hal ieu bisa ditempo yén parobahan tegangan boga pangaruh saeutik dina amplop rentang beam. ditémbongkeun dina Gambar 20. Ieu bisa ditempo yén amplop beam boro robah, nu hartina sakabéh EOS teu merhatikeun parobahan dina kakuatan médan magnét.
Amplop beam jeung hasil ayeuna dina sistem fokus magnét seragam. (a) kasabaran Majelis nyaeta 0,2 mm. (b) The fluktuasi tegangan nyetir nyaeta ± 0,5 kV.
Amplop balok dina sistem pokus magnét seragam sareng fluktuasi kakuatan médan magnét axial mimitian ti 0,63 dugi ka 0,68 T.
Dina raraga pikeun mastikeun yén sistem fokus dirancang dina makalah ieu bisa cocog jeung HFS, perlu pikeun ngagabungkeun sistem fokus jeung HFS pikeun panalungtikan. Gambar 21 nembongkeun babandingan amplop beam jeung jeung tanpa HFS loaded.Hasilna nunjukkeun yén amplop beam teu robah teuing lamun sakabéh HFS dimuat. Ku kituna, sistem fokus cocog pikeun tabung desain iinditan luhur.
Pikeun pariksa kabeneran EOS anu diajukeun dina Bagéan III sareng nalungtik kinerja 220 GHz SDV-TWT, simulasi 3D-PIC interaksi gelombang-beam dilakukeun. Kusabab watesan software simulasi, kami henteu tiasa nambihan sadayana EOS kana HFS. Ku kituna, gun éléktron diganti ku 1.0.2 permukaan permukaan anu diaméterna 1.0.3.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.000.0000. mm, parameter sarua salaku gun éléktron dirancang above.Due ka insensitivity jeung stabilitas alus EOS, tegangan nyetir bisa leres dioptimalkeun pikeun ngahontal kakuatan kaluaran pangalusna dina simulasi PIC. Hasil simulasi némbongkeun yén kakuatan kaluaran jenuh na gain tiasa didapet dina tegangan nyetir of 20,6 kV, arus beam of 2 × 80 A input of 2,0 mA (2,000 mA) jeung kakuatan 2 × 80 mA (60,03 mA) jeung W.
Pikeun meunangkeun sinyal kaluaran pangalusna, jumlah siklus ogé perlu dioptimalkeun. Daya kaluaran pangalusna dimeunangkeun nalika jumlah dua tahapan nyaéta 42 + 48 siklus, sakumaha ditémbongkeun dina Gambar 22a.A sinyal input 0,05 W diamplified kana 314 W kalawan gain 38 dB. Transform daya kaluarannana murni (FFT Fourier) Transform daya output (FFT Fourier 2 GHz murni diala ku FTT Fourier) 2b nembongkeun distribusi posisi axial énergi éléktron dina SWS, kalawan lolobana éléktron kaleungitan energy.This hasilna nunjukkeun yén SDV-SWS bisa ngarobah énergi kinétik éléktron kana sinyal RF, kukituna merealisasikan Gedekeun sinyal.
Sinyal kaluaran SDV-SWS dina 220 GHz.(a) Daya kaluaran kalawan spéktrum kaasup.(b) Distribusi énergi éléktron jeung sinar éléktron dina tungtung inset SWS.
angka 23 nembongkeun rubakpita kakuatan kaluaran jeung gain hiji dual-mode dual-beam SDV-TWT.Kinerja Output bisa salajengna ningkat ku sweeping frékuénsi 200 ka 275 GHz sarta optimizing tegangan drive.Hasil ieu nunjukeun yen rubakpita 3-dB bisa nutupan 205 nepi ka 275 GHz operasi, nu hartina operasi dual-modende operasi badag.
Sanajan kitu, nurutkeun Gbr. 2a, urang terang yen aya pita eureun antara modus ganjil jeung malah, nu bisa ngakibatkeun osilasi nu teu dihoyongkeun. Ku kituna, stabilitas gawé sabudeureun eureun perlu study. Angka 24a-c mangrupa hasil simulasi 20 ns dina 265.3 GHz, 265.35 GHz, 265.35 GHz, sarta GHz, sarta hasilna bisa ditempo masing-masing, 5 GHz, sarta GHz. ctuations, daya kaluarannana rélatif stable.The spéktrum ogé ditémbongkeun dina Gambar 24 mungguh, spéktrum murni.Hasil ieu nunjukkeun yén euweuh osilasi diri deukeut stopband nu.
Fabrikasi sarta pangukuran anu diperlukeun pikeun pariksa correctness tina sakabéh HFS. Dina bagian ieu, nu HFS ieu fabricated ngagunakeun komputer kontrol numeris (CNC) téhnologi kalawan diaméter alat 0.1 mm sarta akurasi mesin 10 μm. Bahan pikeun struktur frékuénsi luhur disadiakeun ku oksigén bébas tinggi-konduktivitas (OFHC) struktur tambaga 2.Figure (OFHC). mm, rubak 20,00 mm sarta jangkungna 8,66 mm. Dalapan liang pin disebarkeun sabudeureun structure.Figure 25b nembongkeun struktur ku scanning mikroskop éléktron (SEM) .The wilah struktur ieu seragam dihasilkeun sarta boga roughness permukaan alus.After ukur tepat, kasalahan machining sakabéh.The sakabéh machining. rarancang jeung precision sarat.
Gambar 26 nembongkeun perbandingan antara hasil tés sabenerna jeung simulasi kinerja transmisi. Port 1 jeung Port 2 dina Gambar 26a pakait jeung input jeung output port HFS, masing-masing jeung sarua jeung Port 1 jeung Port 4 dina Gambar 3. Hasil pangukuran sabenerna S11 rada leuwih hade tinimbang hasil simulasi.Dina ukuranana hasilna leuwih goreng bahan dina waktu nu sarua S2. simulasi teuing tinggi jeung roughness permukaan sanggeus machining sabenerna poor.Gemblengna, hasil diukur aya dina perjangjian alus kalawan hasil simulasi, sarta rubakpita transmisi meets sarat 70 GHz, nu verifies feasibility na correctness tina dual-mode SDV-TWT diusulkeun.Ku alatan éta, digabungkeun jeung hasil sabenerna, prosés fabrikasi-DVT ieu bisa dipaké dina prosés fabrikasi ultra-sDVT. pikeun fabrikasi sareng aplikasi salajengna.
Dina makalah ieu, desain detil sebaran planar 220 GHz dual-beam SDV-TWT dibere.Kombinasi operasi dual-mode jeung éksitasi dual-beam salajengna ngaronjatkeun rubakpita operasi sarta output power.The fabrikasi jeung test tiis ogé dilumangsungkeun pikeun pariksa correctness tina sakabéh HFS.Hasil pangukuran sabenerna aya dina perjangjian alus jeung hasil simulasi. Pikeun EOS dua-beam dirancang, bagian topeng jeung éléktroda kontrol geus dipaké babarengan pikeun ngahasilkeun beam dua-pensil.Under seragam dirancang fokus médan magnét, sinar éléktron bisa stably dikirimkeun ngaliwatan jarak jauh jeung bentuk alus. Dina mangsa nu bakal datang, produksi jeung nguji EOS ogé bakal dilaksanakeun dina skéma proposed TWT ieu, sarta skéma TWT termal ieu bakal dilumangsungkeun. pinuh ngagabungkeun téhnologi processing pesawat dewasa ayeuna, sarta nembongkeun poténsi hébat dina indikator kinerja sarta ngolah jeung assembly.Therefore, makalah ieu yakin yén struktur planar téh paling dipikaresep jadi trend ngembangkeun alat éléktronik vakum dina band terahertz.
Kalolobaan data atah jeung model analitik dina ulikan ieu geus kaasup dina makalah ieu. Inpormasi relevan salajengna bisa didapet ti panulis pakait kana pamundut lumrah.
Gamzina, D. et al.Nanoscale CNC machining of sub-terahertz vakum electronics.IEEE Trans.electronic devices.63, 4067-4073 (2016).
Malekabadi, A. jeung Paoloni, C. UV-LIGA microfabrication of sub-terahertz waveguides maké 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 téhnologi THz roadmap.J.Physics.D pikeun nerapkeun.physics.50, 043001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/50/4/043001 (2017).
Shin, YM, Barnett, LR & Luhmann, NC Kurungan kuat rambatan gelombang plasmonic via ultra-broadband staggered ganda-grating waveguides.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 Investigating instability diocotron of balok éléktron lambar infinitely lega ngagunakeun téori modél cairan tiis makroskopis.Chin Phys B. 20, 104101. HTTPS://doi.org/10.1088/1674-1056/20/10/104101 (204101).
Galdetskiy, AV on kasempetan pikeun ngaronjatkeun rubakpita ku perenah planar of beam dina klystron multibeam.In 12 IEEE International Conference on Vacuum Electronics, Bangalore, India, 5747003, 317-318 HTTPS://doi.org/10.1109/IVEC.2010.37 (2011.37).
Nguyen, CJ et al.Desain pakarang éléktron tilu-beam kalawan sempit beam beam distribution pesawat di W-band staggered ganda-agul iinditan tube [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 disebarkeun tilu-beam sistem optik éléktron kalawan separation beam sempit keur W-band mode fundamental TWT.IEEE Trans.electronic devices.68, 5215-5219 (2021).
Zhan, M. Panalungtikan ngeunaan Interleaved Double-agul iinditan Wave Tube kalawan Millimeter-Wave lambar balok 20-22 (PhD, Beihang Universitas, 2018).
Ruan, CJ, Zhang, HF, Tao, J. & Anjeunna, Y. Study on stabilitas interaksi beam-gelombang of a G-band interleaved dual-agul iinditan tube tube.2018 43rd Konférénsi Internasional on Infrabeureum Millimeter na Terahertz Gelombang, Nagoya.8510263, https://doi.org/IRMMW1089. 8).