Asante kwa kutembelea Nature.com.Toleo la kivinjari unachotumia lina uwezo mdogo wa kutumia CSS.Kwa matumizi bora zaidi, tunapendekeza kwamba utumie kivinjari kilichosasishwa (au zima hali ya uoanifu katika Internet Explorer).Wakati huo huo, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tutaonyesha tovuti bila mitindo na JavaScript.
Katika karatasi hii, bomba la mawimbi ya 220GHz broadband yenye nguvu ya juu iliyoingiliana yenye ncha mbili imeundwa na kuthibitishwa.Kwanza, muundo wa mawimbi ya polepole wa mihimili miwili iliyoyumba-yumba iliyoyumbayumba unapendekezwa. Kwa kutumia mpango wa uendeshaji wa hali mbili, utendakazi wa upokezaji na kipimo data ni karibu mara mbili ya ile ya modi moja.Pili, ili kukidhi mahitaji ya mrija wa kusonga mbele, ili kukidhi uthabiti wa mrija wa kusonga mbele, ili kukidhi uthabiti wa mrija wa kusonga mbele, ili kukidhi uthabiti wa bomba la kusonga mbele, na kuboresha uthabiti wa bomba la kusafiri. Mfumo wa macho wa elektroniki wa ped umeundwa, voltage ya kuendesha gari ni 20 ~ 21 kV, na ya sasa ni 2 × 80 mA. Malengo ya kubuni. Kwa kutumia sehemu ya mask na electrode ya kudhibiti katika bunduki ya boriti mbili, mihimili miwili ya penseli inaweza kuzingatia vituo vyao na uwiano wa compression wa 7, umbali wa kuzingatia ni kuhusu 0.18 mfumo wa utulivu, na mfumo wa magneti ulioboreshwa pia ni 0.18. umbali wa utume wa boriti ya elektroni mbili iliyopangwa inaweza kufikia 45 mm, na uga wa sumaku unaolenga ni 0.6 T, ambayo inatosha kufunika mfumo mzima wa masafa ya juu (HFS).Kisha, ili kuthibitisha utumiaji wa mfumo wa elektroni-macho na utendaji wa muundo wa mawimbi ya polepole, uigaji wa chembe chembe (PIC) pia ulifanyika kwenye mfumo mzima wa HFS1. GHz 20, voltage ya boriti iliyoboreshwa ni 20.6 kV, sasa ya boriti ni 2 × 80 mA, faida ni 38 dB, na kipimo cha data cha 3-dB kinazidi 35 dB kuhusu 70 GHz. Hatimaye, uundaji wa muundo mdogo wa usahihi wa juu unafanywa ili kuthibitisha utendakazi wa matokeo na kuonyesha matokeo ya uwasilishaji na uwasilishaji mzuri wa HFS. iliyopendekezwa katika karatasi hii inatarajiwa kutengeneza vyanzo vya mionzi ya terahertz-bendi ya nguvu ya juu na yenye uwezo wa kutumika siku zijazo.
Kama kifaa cha kielektroniki cha utupu, bomba la mawimbi ya kusafiria (TWT) huchukua jukumu lisiloweza kubadilishwa katika programu nyingi kama vile rada ya msongo wa juu, mifumo ya mawasiliano ya setilaiti, na uchunguzi wa anga1,2,3.Hata hivyo, masafa ya uendeshaji yanapoingia kwenye bendi ya terahertz, TWT ya jadi iliyounganishwa-cavity na TWT ya helical imeshindwa kukidhi mahitaji ya chini ya data ya uzalishaji kwa sababu ya ugumu wa uzalishaji wa TWT. jinsi ya kuboresha kwa kina utendakazi wa bendi ya THz imekuwa suala linalohusika sana kwa taasisi nyingi za utafiti wa kisayansi.Katika miaka ya hivi karibuni, miundo ya riwaya ya mawimbi ya polepole (SWSs), kama vile miundo ya blade mbili-mbili (SDV) na miundo ya mwongozo wa wimbi iliyokunjwa (FW), imepokea uangalizi mkubwa kutokana na miundo yao ya asili ya mpangilio, hasa muundo wa riwaya ya Us. 084. Muundo wa sayari unaweza kutengenezwa kwa urahisi na mbinu za uchakataji wa nano ndogo ndogo kama vile udhibiti wa nambari za kompyuta (CNC) na UV-LIGA, muundo wa kifurushi cha metali zote unaweza kutoa uwezo mkubwa zaidi wa mafuta na nishati ya juu zaidi ya kutoa na kupata faida, na muundo unaofanana na wa wimbi pia unaweza kutoa kipimo data cha kufanya kazi kwa upana zaidi. Kwa sasa, UC Davis ilionyeshwa kwa mara ya kwanza katika 0 SD-7T kwa 0 SD-7T kwa nguvu ya juu ya 0 SD-7 kwa TW-7T. Ishara za kipimo data cha GHz 14 katika bendi ya G5. Hata hivyo, matokeo haya bado yana mapungufu ambayo hayawezi kukidhi mahitaji yanayohusiana ya nguvu ya juu na kipimo data pana katika bendi ya terahertz. Kwa bendi ya G-SDV-TWT ya UC-Davis, mihimili ya elektroni ya karatasi imetumika. Ingawa mpango huu unaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa uwezo wa kubeba wa sasa wa boriti kwa sababu ya upitishaji wa muda mrefu wa laha kwa sababu ya upitishaji wa laha kwa muda mrefu. OS), na kuna handaki ya boriti ya hali ya juu, ambayo inaweza pia kusababisha boriti kujidhibiti.- Msisimko na oscillation 6,7.Ili kukidhi mahitaji ya nguvu ya juu ya pato, upana wa upana na utulivu mzuri wa THz TWT, SDV-SWS ya boriti mbili na uendeshaji wa mode mbili inapendekezwa katika karatasi hii. Hiyo ni, ili kuongeza upelekaji wa uendeshaji, uendeshaji wa mode mbili unapendekezwa na kuletwa katika utaratibu wa kuongeza usambazaji wa nguvu mbili kwa muundo huu. redio za boriti ya penseli ni ndogo kwa sababu ya vikwazo vya ukubwa wa wima. Ikiwa msongamano wa sasa ni wa juu sana, sasa ya boriti lazima ipunguzwe, na kusababisha nguvu ya chini ya pato. Ili kuboresha sasa ya boriti, EOS iliyosambazwa iliyopangwa iliyopangwa imetokea, ambayo inatumia ukubwa wa upande wa SWS. Kutokana na boriti inayojitegemea ya kusambaza umeme kwa kusambaza mihimili ya juu na kudumisha boriti ya juu ya kusambaza umeme, kudumisha boriti ya juu ya kusambaza tunnel na kudumisha boriti ya juu ya kusambaza tunnel. sasa ndogo kwa kila boriti, ambayo inaweza kuepuka overmode tunnel ya boriti ikilinganishwa na vifaa vya karatasi-boriti. Kwa hiyo, ni manufaa kudumisha utulivu wa bomba la wimbi la kusafiri.Kwa misingi ya kazi ya awali8,9, karatasi hii inapendekeza uga wa sumaku sare ya G-bendi inayozingatia boriti ya penseli EOS, ambayo inaweza kuboresha sana umbali wa maambukizi imara ya boriti na kuboresha zaidi eneo la upitishaji wa boriti na kuboresha zaidi eneo la kuingiliana kwa nguvu.
Muundo wa karatasi hii ni kama ifuatavyo.Kwanza, muundo wa seli za SWS wenye vigezo, uchanganuzi wa sifa za mtawanyiko na matokeo ya uigaji wa masafa ya juu hufafanuliwa.Kisha, kulingana na muundo wa seli ya kitengo, boriti ya penseli mbili EOS na mfumo wa mwingiliano wa boriti huundwa katika karatasi hii.Matokeo ya uigaji wa chembe za ndani ya seli pia yanawasilishwa ili kuthibitisha utumiaji wa EOS, matokeo ya mtihani wa TW kwa ufupi. thibitisha usahihi wa HFS nzima. Hatimaye fanya muhtasari.
Kama mojawapo ya vipengele muhimu zaidi vya TWT, sifa za mtawanyiko za muundo wa wimbi-polepole zinaonyesha kama kasi ya elektroni inalingana na kasi ya awamu ya SWS, na hivyo kuwa na ushawishi mkubwa kwenye mwingiliano wa wimbi la boriti. Ili kuboresha utendaji wa TWT nzima, muundo ulioboreshwa wa mwingiliano umeundwa. Muundo wa seli ya kitengo unaonyeshwa kwenye Kielelezo cha kikomo cha karatasi ya kupenyeza ya 1. muundo antar kalamu mbili boriti kuboresha zaidi nguvu pato na utulivu wa uendeshaji.Wakati huo huo, ili kuongeza bandwidth ya kufanya kazi, hali ya mbili imependekezwa kwa SWS kufanya kazi. Kwa sababu ya ulinganifu wa muundo wa SDV, suluhisho la equation ya utawanyiko wa uwanja wa umeme inaweza kugawanywa katika hali isiyo ya kawaida na hata njia. kuboresha bandwidth ya kufanya kazi.
Kwa mujibu wa mahitaji ya nguvu, tube nzima imeundwa kwa voltage ya kuendesha gari ya 20 kV na sasa ya boriti mara mbili ya 2 × 80 mA. Ili kufanana na voltage kwa karibu iwezekanavyo kwa bandwidth ya uendeshaji wa SDV-SWS, tunahitaji kuhesabu urefu wa kipindi p.Uhusiano kati ya voltage ya boriti na kipindi huonyeshwa kwa usawa (1)10:
Kwa kuweka mabadiliko ya awamu hadi 2.5π katika masafa ya katikati ya GHz 220, kipindi p kinaweza kuhesabiwa kuwa 0.46 mm.Mchoro 2a unaonyesha sifa za mtawanyiko wa seli ya kitengo cha SWS. Mstari wa kV 20 unalingana na mkunjo wa bimodal vizuri sana.Bendi za masafa zinazolingana zinaweza kufikia karibu 70 GHz–280 GHz 2.630 modi 2.651 (2.680 GHz 2.61) Masafa ya GHz (hata hali). Kielelezo 2b kinaonyesha wastani wa kizuizi cha kuunganisha, ambacho ni kikubwa zaidi ya 0.6 Ω kutoka 210 hadi 290 GHz, ikionyesha kuwa mwingiliano mkali unaweza kutokea katika kipimo data cha uendeshaji.
(a) Sifa za mtawanyiko za SDV-SWS ya hali-mbili yenye boriti ya elektroni ya kV 20. (b) Uzuiaji wa mwingiliano wa saketi ya mawimbi ya polepole ya SDV.
Hata hivyo, ni muhimu kutambua kwamba kuna pengo la bendi kati ya hali zisizo za kawaida na hata, na kwa kawaida tunarejelea pengo hili la bendi kama bendi ya kusimamisha, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2a. Ikiwa TWT inaendeshwa karibu na bendi hii ya masafa, nguvu ya kuunganisha boriti inaweza kutokea, ambayo itasababisha oscillations zisizotakikana. Muundo wa ve ni GHz 0.1 pekee. Ni vigumu kubainisha ikiwa mwango huu mdogo wa bendi husababisha msisimko. Kwa hivyo, uthabiti wa utendakazi karibu na ukanda wa kusimamisha utachunguzwa katika sehemu ifuatayo ya uigaji wa PIC ili kuchanganua kama msisimko usiohitajika unaweza kutokea.
Mfano wa HFS nzima umeonyeshwa kwenye Mchoro wa 3. Inajumuisha hatua mbili za SDV-SWS, iliyounganishwa na vitafakari vya Bragg. Kazi ya kiakisi ni kukata upitishaji wa ishara kati ya hatua mbili, kukandamiza oscillation na kutafakari kwa njia zisizofanya kazi kama vile njia za juu zinazozalishwa kati ya juu na chini ya blade za nje, kwa kuboresha uunganisho wa mstari wa nje, kwa kuboresha uunganisho wa mstari wa nje. coupler pia hutumiwa kuunganisha SWS kwenye wimbi la wimbi la WR-4. Mgawo wa maambukizi ya muundo wa ngazi mbili hupimwa na kitatuzi cha kikoa cha muda katika programu ya uigaji wa 3D. Kwa kuzingatia athari halisi ya bendi ya terahertz kwenye nyenzo, nyenzo za bahasha ya utupu huwekwa awali kwa shaba, na conductivity hupunguzwa hadi 5m/12.
Kielelezo cha 4 kinaonyesha matokeo ya upokezaji kwa HFS yenye viambatanisho vilivyo na laini na visivyo na mstari. Matokeo yanaonyesha kuwa kiunganisha kina athari kidogo kwenye utendaji wa upitishaji wa HFS nzima. Upotevu wa kurudi (S11 < - 10 dB) na upotevu wa uwekaji (S21 > - 5 dB) wa mfumo mzima katika upitishaji wa 207 ~ 280 GHz unaonyesha kuwa upitishaji bora wa 207 GHz.
Kama ugavi wa umeme wa vifaa vya elektroniki vya utupu, bunduki ya elektroni huamua moja kwa moja ikiwa kifaa kinaweza kutoa nguvu ya kutosha ya kutoa. Pamoja na uchanganuzi wa HFS katika Sehemu ya II, EOS yenye mihimili miwili inahitaji kuundwa ili kutoa nguvu za kutosha. Katika sehemu hii, kulingana na kazi ya awali katika W-band8,9, bunduki ya elektroni ya penseli mbili imeundwa kwa kutumia sehemu ya kinyago iliyopangwa na elektroni za muundo wa SWA zimeonyeshwa kwanza.2, voltage ya kuendesha gari Ua ya mihimili ya elektroni imewekwa kwa 20 kV, mikondo ya mimi ya mihimili miwili ya elektroni ni 80 mA, na kipenyo cha boriti ya mihimili ya elektroni ni 0.13 mm. Wakati huo huo, ili kuhakikisha kuwa wiani wa sasa wa boriti ya elektroni hufikiwa, uwiano wa elektroni unaweza kufikiwa na cathode ya sasa ya cathode inafikiwa. nsity ya boriti ya elektroni ni 603 A / cm2, na wiani wa sasa wa cathode ni 86 A / cm2, ambayo inaweza kupatikana kwa Hii inafanikiwa kwa kutumia vifaa vya cathode mpya.Kulingana na nadharia ya kubuni 14, 15, 16, 17, bunduki ya kawaida ya elektroni ya Pierce inaweza kutambuliwa kwa pekee.
Kielelezo cha 5 kinaonyesha michoro ya usawa na ya wima ya mpangilio wa bunduki, kwa mtiririko huo.Inaweza kuonekana kwamba wasifu wa bunduki ya elektroni katika mwelekeo wa x ni karibu sawa na bunduki ya kawaida ya elektroni ya karatasi, wakati katika mwelekeo wa y mihimili miwili ya elektroni imetenganishwa kwa sehemu na mask. = 0.155 mm, y = 0 mm, kwa mtiririko huo.Kulingana na mahitaji ya kubuni ya uwiano wa compression na ukubwa wa sindano ya elektroni, vipimo vya nyuso mbili za cathode vinatambuliwa kuwa 0.91 mm × 0.13 mm.
Ili kufanya uwanja wa umeme unaozingatia uliopokelewa na kila boriti ya elektroni katika ulinganifu wa x-mwelekeo kuhusu kituo chake, karatasi hii inatumika kwa electrode ya udhibiti kwa bunduki ya elektroni. Kwa kuweka voltage ya electrode inayozingatia na electrode ya kudhibiti hadi -20 kV, na voltage ya anode hadi 0 V, tunaweza kupata dual kama inavyoonekana katika usambazaji wa bunduki. elektroni zina mgandamizo mzuri katika uelekeo wa y, na kila boriti ya elektroni hubadilika kuelekea uelekeo wa x kando ya kituo chake cha ulinganifu, ambayo inaonyesha kwamba elektrodi ya udhibiti husawazisha uwanja wa umeme usio na usawa unaotokana na elektrodi inayolenga.
Mchoro wa 7 unaonyesha bahasha ya boriti katika mwelekeo wa x na y. Matokeo yanaonyesha kwamba umbali wa makadirio ya boriti ya elektroni katika mwelekeo wa x ni tofauti na ule katika mwelekeo wa y. Umbali wa kutupa katika mwelekeo wa x ni karibu 4mm, na umbali wa kutupa katika mwelekeo wa y ni karibu na 7mm. Kwa hiyo, umbali halisi wa kutupa unapaswa kuchaguliwa kati ya 4 mm na 4. mm kutoka kwa uso wa cathode.Tunaweza kuona kwamba sura ya sehemu ya msalaba iko karibu na boriti ya kawaida ya elektroni ya mviringo.Umbali kati ya mihimili miwili ya elektroni ni karibu na 0.31 mm iliyoundwa, na radius ni kuhusu 0.13 mm, ambayo inakidhi mahitaji ya kubuni.Mchoro wa 9 unaonyesha matokeo ya kuiga ya sasa ya boriti.Inaweza kuonekana kuwa 6 mikondo ya boriti iliyopangwa na 6 iliyopangwa ni A ambayo 7 imeundwa kwa makubaliano ya 6.
Kwa kuzingatia mabadiliko ya voltage ya kuendesha gari katika matumizi ya vitendo, ni muhimu kujifunza unyeti wa voltage ya mfano huu. Katika aina mbalimbali za voltage ya 19.8 ~ 20.6 kV, bahasha za sasa na za boriti zinapatikana, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1 na Mchoro 1.10 na 11.Kutoka kwa matokeo, inaweza kuonekana kuwa mabadiliko ya elektroni ya sasa yanabadilika kutoka kwa elektroni ya sasa na hakuna mabadiliko ya elektroni ya sasa ya kuendesha gari. .74 hadi 0.78 A. Kwa hiyo, inaweza kuchukuliwa kuwa bunduki ya elektroni iliyoundwa katika karatasi hii ina unyeti mzuri kwa voltage.
Athari za mabadiliko ya voltage ya kuendesha gari kwenye bahasha za mihimili ya mwelekeo wa x- na y.
Sehemu ya kulenga sumaku sare ni mfumo wa kawaida wa kulenga sumaku wa kudumu. Kwa sababu ya usambazaji sare wa uwanja wa sumaku kote kwenye chaneli ya boriti, inafaa sana kwa mihimili ya elektroni ya axisymmetric. Katika sehemu hii, mfumo wa kulenga sumaku sare kwa ajili ya kudumisha upitishaji wa mihimili ya penseli mbili kwa umbali mrefu unapendekezwa. Kwa kuchambua uwanja wa sumaku unaozalishwa na unyeti wa mfumo wa boriti husomwa. Nadharia thabiti ya upokezaji ya boriti moja ya penseli18,19, thamani ya uga wa sumaku ya Brillouin inaweza kuhesabiwa kwa mlinganyo (2). Katika karatasi hii, pia tunatumia usawa huu kukadiria uga wa sumaku wa boriti ya penseli mbili iliyosambazwa kando. Pamoja na bunduki ya elektroni iliyoundwa katika karatasi hii, thamani ya sumaku iliyokokotolewa0 hadi Gs4Accord ni takriban Ref.020, 1.5-2 mara thamani iliyohesabiwa kawaida huchaguliwa katika miundo ya vitendo.
Mchoro wa 12 unaonyesha muundo wa uwanja wa sumaku unaozingatia mfumo wa shamba. Sehemu ya bluu ni sumaku ya kudumu iliyo na sumaku katika mwelekeo wa axial. Uchaguzi wa nyenzo ni NdFeB au FeCoNi. Br ya remanence iliyowekwa katika mfano wa kuiga ni 1.3 T na upenyezaji ni 1.05. Ili kuhakikisha upitishaji thabiti wa boriti, urefu wa sumaku ya 7 katika saizi ya awali ni 7 mm. sumaku katika mwelekeo wa x huamua ikiwa uwanja wa magnetic transverse katika channel boriti ni sare, ambayo inahitaji kwamba ukubwa katika mwelekeo x haiwezi kuwa ndogo sana.Wakati huo huo, kwa kuzingatia gharama na uzito wa tube nzima, ukubwa wa sumaku haipaswi kuwa kubwa sana.Kwa hiyo, sumaku ni ya awali kuweka 150 mm × 150 mm × 150 mm mfumo × wwve kuweka mfumo wa polepole, na kuhakikisha kuwa mfumo unaweza kuwa wa polepole mm 70 mm. kati ya sumaku imewekwa 20mm.
Mnamo mwaka wa 2015, Purna Chandra Panda21 alipendekeza kipande cha pole na shimo jipya la kupitiwa katika mfumo wa kulenga sumaku sare, ambayo inaweza kupunguza zaidi ukubwa wa uvujaji wa flux kwenye cathode na uwanja wa magnetic transverse unaozalishwa kwenye shimo la kipande cha pole. Katika karatasi hii, tunaongeza muundo uliopigwa kwenye kipande cha pole cha mfumo wa kuzingatia, hatua tatu za urefu wa pole ya 1 mm na upana wa hatua 5. 0.5mm, na umbali kati ya mashimo ya kipande cha nguzo ni 2mm, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 13.
Kielelezo 14a kinaonyesha usambazaji wa uwanja wa sumaku wa axial kando ya mistari ya katikati ya mihimili miwili ya elektroni.Inaweza kuonekana kuwa nguvu za shamba la sumaku kando ya mihimili miwili ya elektroni ni sawa.Thamani ya shamba la sumaku ni takriban Gs 6000, ambayo ni mara 1.5 ya uwanja wa kinadharia wa Brillouin ili kuongeza upitishaji na kuzingatia utendaji.Wakati huo huo, sehemu ya sumaku inayolenga karibu inazuia athari nzuri ya catho kwenye fito ya sumaku karibu na 6000 Gs. uvujaji wa flux ya sumaku.Kielelezo 14b kinaonyesha usambazaji wa uwanja wa sumaku unaopita Kwa mwelekeo wa z kwenye ukingo wa juu wa mihimili miwili ya elektroni.Inaweza kuonekana kuwa uwanja wa sumaku unaopita ni chini ya Gs 200 tu kwenye shimo la kipande cha nguzo, wakati katika mzunguko wa wimbi la polepole, uwanja wa sumaku unaopita ni karibu sifuri, ambayo inathibitisha kuwa ushawishi wa sehemu ya sumaku ya sumaku ni kuzuia sehemu ya sumaku ya neg. , ni muhimu kujifunza nguvu ya magnetic shamba ndani ya vipande vya pole.Mchoro 14c unaonyesha thamani kamili ya usambazaji wa shamba la magnetic ndani ya kipande cha pole.Inaweza kuonekana kuwa thamani kamili ya nguvu ya nguvu ya magnetic ni chini ya 1.2T, ikionyesha kwamba kueneza kwa magnetic ya kipande cha pole haitatokea.
Usambazaji wa uga wa sumaku kwa Br = 1.3 T.(a) Usambazaji wa uga wa axial.(b) Usambazaji wa uga wa kando Kwa mwelekeo wa z.(c) Thamani kamili ya usambazaji wa shamba ndani ya kipande cha nguzo.
Kulingana na moduli ya CST PS, nafasi ya jamaa ya axial ya bunduki ya boriti mbili na mfumo wa kuzingatia imeboreshwa.Kulingana na Kumb.9 na uigaji, eneo mojawapo ni pale ambapo kipande cha anodi kinapoingiliana na kipande cha nguzo mbali na sumaku.Hata hivyo, ilibainika kuwa ikiwa remanence imewekwa kuwa 1.3T, upitishaji wa boriti ya elektroni haungeweza kufikia 99%.Kwa kuongeza ubakishaji hadi 1.4 T, uga wa sumaku unaozingatia utaongezwa kwenye mpango wa Goz hadi 65. gure 15. Inaweza kuonekana kuwa boriti ina maambukizi mazuri, kushuka kwa thamani ndogo, na umbali wa maambukizi zaidi ya 45mm.
Njia za mihimili ya penseli mbili chini ya mfumo wa sumaku wa homogeneous na Br = 1.4 T.(a) ndege ya xoz.(b) yoz ndege.
Mchoro wa 16 unaonyesha sehemu ya msalaba wa boriti katika nafasi tofauti mbali na cathode.Inaweza kuonekana kuwa sura ya sehemu ya boriti katika mfumo wa kuzingatia imehifadhiwa vizuri, na kipenyo cha sehemu haibadilika sana.Mchoro wa 17 unaonyesha bahasha za boriti katika mwelekeo wa x na y, kwa mtiririko huo.Inaweza kuonekana kuwa mabadiliko ya mabadiliko ya mwelekeo wa sasa wa simu 8 ni ndogo sana. .Matokeo yanaonyesha kuwa sasa ni takriban 2 × 80 mA, ambayo inalingana na thamani iliyohesabiwa katika muundo wa bunduki ya elektroni.
Sehemu ya msalaba ya boriti ya elektroni (na mfumo wa kuzingatia) katika nafasi tofauti mbali na cathode.
Kwa kuzingatia msururu wa matatizo kama vile hitilafu za mkusanyiko, kushuka kwa thamani ya voltage na mabadiliko ya nguvu ya uga wa sumaku katika uchakataji wa vitendo, ni muhimu kuchanganua unyeti wa mfumo unaolenga. Kwa sababu kuna pengo kati ya kipande cha anode na kipande cha nguzo katika usindikaji halisi, pengo hili linahitaji kuwekwa katika simulation. Thamani ya pengo iliwekwa kuwa 0.2 mm na matokeo ya sasa yanaonyesha kuwa bahasha ya sasa inaonyeshwa. mabadiliko katika bahasha ya boriti sio muhimu na sasa ya boriti ni vigumu kubadilika.Kwa hiyo, mfumo haujali makosa ya mkutano.Kwa kushuka kwa voltage ya kuendesha gari, safu ya makosa imewekwa kwa ± 0.5 kV. Kielelezo 19b kinaonyesha matokeo ya kulinganisha.Inaweza kuonekana kuwa mabadiliko ya voltage yana athari kidogo kwenye bahasha ya boriti hadi kwenye bahasha ya boriti. matokeo yanaonyeshwa kwenye Mchoro 20. Inaweza kuonekana kuwa bahasha ya boriti haibadiliki, ambayo ina maana kwamba EOS nzima haina hisia kwa mabadiliko katika nguvu ya shamba la magnetic.
Bahasha ya boriti na matokeo ya sasa chini ya mfumo sare wa kulenga sumaku.(a) Ustahimilivu wa mkusanyiko ni 0.2 mm.(b) Mabadiliko ya voltage ya uendeshaji ni ±0.5 kV.
Bahasha ya boriti chini ya mfumo sare wa kulenga sumaku na kushuka kwa nguvu kwa uga wa sumaku axial kuanzia 0.63 hadi 0.68 T.
Ili kuhakikisha kwamba mfumo wa kuzingatia ulioundwa katika karatasi hii unaweza kufanana na HFS, ni muhimu kuchanganya mfumo wa kuzingatia na HFS kwa ajili ya utafiti.Mchoro wa 21 unaonyesha ulinganisho wa bahasha za boriti na bila ya HFS iliyopakiwa.Matokeo yanaonyesha kwamba bahasha ya boriti haibadilika sana wakati HFS nzima inapopakiwa.Kwa hiyo, mfumo wa kuzingatia unafaa kwa ajili ya kubuni ya juu ya wimbi la HFS.
Ili kuthibitisha usahihi wa EOS iliyopendekezwa katika Sehemu ya III na kuchunguza utendaji wa 220 GHz SDV-TWT, simulation ya 3D-PIC ya mwingiliano wa boriti-wimbi inafanywa. Kwa sababu ya mapungufu ya programu ya kuiga, hatukuweza kuongeza EOS nzima kwa HFS. Kwa hiyo, bunduki ya elektroni ilibadilishwa na uso wa elektroni wa 0 sawa na 0 mm ya kipenyo cha 10 mm sawa. .31mm, vigezo sawa na bunduki ya elektroni iliyoundwa hapo juu.Kutokana na kutokuwa na hisia na utulivu mzuri wa EOS, voltage ya kuendesha gari inaweza kuboreshwa vizuri ili kufikia nguvu bora ya pato katika simulation ya PIC.Matokeo ya uigaji yanaonyesha kuwa nguvu iliyojaa ya pato na faida inaweza kupatikana kwa voltage ya kuendesha gari ya 20.6 kV, pembejeo ya boriti ya 2 m5 / 60 × 80 cm na 80 cm ya nguvu ya 2 × 80 na 80 cm.
Ili kupata mawimbi bora zaidi ya pato, idadi ya mizunguko pia inahitaji kuboreshwa.Nguvu bora zaidi ya pato hupatikana wakati idadi ya hatua mbili ni mizunguko 42 + 48, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 22a.A 0.05 W mawimbi ya pembejeo inakuzwa hadi 314 W na faida ya 38 dB.Mwigo wa pato wa Nguvu ya Nne ni GHz 2 Puresh (2GHz) re 22b inaonyesha usambazaji wa nafasi ya axial ya nishati ya elektroni katika SWS, huku elektroni nyingi zikipoteza nishati. Matokeo haya yanaonyesha kuwa SDV-SWS inaweza kubadilisha nishati ya kinetiki ya elektroni kuwa ishara za RF, na hivyo kutambua ukuzaji wa ishara.
Mawimbi ya pato ya SDV-SWS katika GHz 220. (a) Nguvu ya pato iliyo na wigo uliojumuishwa.(b) Usambazaji wa nishati ya elektroni kwa miale ya elektroni mwishoni mwa SWS.
Kielelezo cha 23 kinaonyesha kipimo data cha nishati ya pato na faida ya modi-mbili-boriti ya SDV-TWT. Utendaji wa matokeo unaweza kuboreshwa zaidi kwa kufagia masafa kutoka 200 hadi 275 GHz na kuboresha voltage ya kiendeshi.
Hata hivyo, kulingana na Mchoro 2a, tunajua kwamba kuna bendi ya kuacha kati ya njia isiyo ya kawaida na hata, ambayo inaweza kusababisha oscillations zisizohitajika. Kwa hiyo, utulivu wa kazi karibu na vituo unahitaji kuchunguzwa.Takwimu 24a-c ni matokeo ya simulizi ya 20 ns katika 265.3 GHz, 265.35, GHz 26 kwa mtiririko huo. ctuations, nguvu ya pato ni kiasi imara.Wigo pia umeonyeshwa kwenye Mchoro 24 kwa mtiririko huo, wigo ni safi.Matokeo haya yanaonyesha kuwa hakuna oscillation binafsi karibu na stopband.
Uundaji na kipimo ni muhimu ili kuthibitisha usahihi wa HFS nzima.Katika sehemu hii, HFS inatengenezwa kwa kutumia teknolojia ya udhibiti wa namba za kompyuta (CNC) na kipenyo cha chombo cha 0.1 mm na usahihi wa machining wa 10 μm. Nyenzo kwa ajili ya muundo wa juu-frequency hutolewa na oksijeni-bure high-conductivity (OFguHC) muundo wa shaba 6a.60 muundo mzima wa muundo wa Figu6. 0 mm, upana wa 20.00 mm na urefu wa 8.66 mm. Mashimo nane ya pini yanasambazwa karibu na muundo. Kielelezo 25b kinaonyesha muundo kwa skanning hadubini ya elektroni (SEM). Vipuli vya muundo huu vinazalishwa kwa usawa na vina ukali mzuri wa uso. Baada ya kipimo sahihi, kosa la jumla la 5, ugumu wa jumla wa 0, na chini ya muundo wa 5% ni chini ya machining ya uso. mahitaji ya muundo na usahihi.
Kielelezo cha 26 kinaonyesha ulinganisho kati ya matokeo halisi ya majaribio na uigaji wa utendaji wa upokezaji. Mlango wa 1 na Mlango wa 2 kwenye Mchoro 26a unalingana na bandari za uingizaji na matokeo za HFS, mtawalia, na ni sawa na Bandari ya 1 na Bandari ya 4 kwenye Mchoro 3. Matokeo halisi ya kipimo cha S11 ni bora kidogo kuliko wakati wa kuiga matokeo. katika uigaji ni wa juu sana na ukali wa uso baada ya uchakataji halisi ni duni. Kwa ujumla, matokeo yaliyopimwa yanakubaliana vizuri na matokeo ya simulizi, na kipimo data cha upitishaji kinakidhi mahitaji ya GHz 70, ambayo inathibitisha uwezekano na usahihi wa SDV-TWT iliyopendekezwa ya hali-mbili. Kwa hiyo, pamoja na matokeo, mchakato wa uundaji wa protoksi wa TWrabe uliopendekezwa wa TWTb na uundaji halisi wa TWTb hii ya uundaji. karatasi inaweza kutumika kwa utengenezaji na matumizi ya baadae.
Katika karatasi hii, muundo wa kina wa usambazaji wa mpango wa 220 GHz dual-boriti SDV-TWT umewasilishwa.Mchanganyiko wa uendeshaji wa mode mbili na msisimko wa boriti mbili huongeza zaidi bandwidth ya uendeshaji na nguvu ya pato.Utengenezaji na mtihani wa baridi pia hufanyika ili kuthibitisha usahihi wa HFS nzima.Matokeo halisi ya kipimo yanakubaliana vizuri na matokeo ya kuiga. Kwa EOS ya boriti mbili iliyoundwa, sehemu ya mask na electrodes ya udhibiti imetumiwa pamoja ili kuzalisha boriti ya penseli mbili. Chini ya sare iliyoundwa inayozingatia uwanja wa sumaku, boriti ya elektroni inaweza kupitishwa kwa utulivu kwa umbali mrefu na sura nzuri. Katika siku zijazo, uzalishaji na upimaji wa EOS utafanyika, na mtihani wa TWSD wa kubuni utafanywa pia. katika karatasi hii inachanganya kikamilifu teknolojia ya sasa ya uchakataji wa ndege iliyokomaa, na inaonyesha uwezo mkubwa katika viashiria vya utendakazi na usindikaji na mkusanyiko.Kwa hiyo, karatasi hii inaamini kwamba muundo wa sayari una uwezekano mkubwa wa kuwa mwelekeo wa maendeleo ya vifaa vya elektroniki vya utupu katika bendi ya terahertz.
Data mbichi na miundo ya uchanganuzi katika utafiti huu imejumuishwa katika karatasi hii.Taarifa zaidi muhimu zinaweza kupatikana kutoka kwa mwandishi husika kwa ombi linalofaa.
Gamzina, D. et al.Nanoscale CNC machining ya sub-terahertz vacuum electronics.IEEE Trans.electronic devices.63, 4067–4073 (2016).
Malekabadi, A. na Paoloni, C. UV-LIGA utengenezaji midogo wa miongozo ya mawimbi ya sub-terahertz kwa kutumia 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 THz ramani ya barabara.J.Fizikia.D kuomba.physics.50, 043001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/50/4/043001 (2017).
Shin, YM, Barnett, LR & Luhmann, NC Vizuizi vikali vya uenezaji wa wimbi la plasmonic kupitia ukanda wa hali ya juu ulioyumba-yumba uliyumba maradufu.application.physics.Wright.93, 221504. https://doi.org/10.1063/1.3041686).
Baig, A. et al.Utendaji wa Nano CNC Machined 220-GHz Travelling Wave Amplifier.IEEE Trans.electronic devices.64, 590–592 (2017).
Han, Y. & Ruan, CJ Inachunguza kutokuwa na uthabiti wa diocotroni wa mihimili ya elektroni ya karatasi pana isiyo na kikomo kwa kutumia nadharia ya muundo wa maji baridi ya macroscopic.Chin Phys B. 20, 104101. https://doi.org/10.1088/1674-1056/20/10/10/10/10.
Galdetskiy, AV juu ya fursa ya kuongeza kipimo data kwa mpangilio uliopangwa wa boriti katika klystron ya mihimili mingi.Katika Mkutano wa 12 wa Kimataifa wa IEEE wa Umeme wa Utupu, Bangalore, India, 5747003, 317–318 https://doi.org/10.1109/IVEC.2010 (2010).
Nguyen, CJ et al. Muundo wa bunduki za elektroni zenye mihimili mitatu na mgawanyiko wa ndege mwembamba katika bendi ya W-iliyoyumba-yumba yenye mawimbi mawili[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 walisambaza mfumo wa elektroni wa mihimili mitatu yenye utengano mwembamba wa boriti kwa modi ya msingi ya W-band TWT.IEEE Trans.electronic devices.68, 5215–5219 (2021).
Zhan, M. Utafiti kuhusu Mihimili ya Mawimbi ya Kusafiri yenye Mihimili ya Milimita 20-22 (PhD, Chuo Kikuu cha Beihang, 2018).
Ruan, CJ, Zhang, HF, Tao, J. & He, Y. Utafiti kuhusu uthabiti wa mwingiliano wa boriti-wimbi la bomba la kusafiri la G-bendi lililoingiliana la mbili-blade. Mkutano wa 43 wa Kimataifa kuhusu Milimita ya Infrared na Mawimbi ya Terahertz, Nagoya.8510263, https://doi.010263, https://doi.010263. (2018).