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0.85 THz折叠波导行波管的高频特性与结构参数优化分析
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:《红外与激光工程》
  • 时间:0
  • 分类:TN124[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳621900, [2]中国工程物理研究院太赫兹研究中心,四川绵阳621900
  • 相关基金:国家自然科学基金(61036015);国家高技术研究发展计划(08663NJ090)
中文摘要:

由于折叠波导具有准二维结构、功率容量大、易集成等特点,非常适合在THz频段推广应用,文中对0.85 THz折叠波导行波管(FW-TWT)的色散和耦合阻抗特性进行了模拟计算与优化,利用等效电路理论、简化理论与CST仿真计算的方法。根据折叠波导直波导高度需大于注通道的特点,电子注的直流加速电压必须小于某一值;根据MEMS加工工艺的允许误差范围,对折叠波导结构各部分的参数进行优化,使该结构的色散较平坦与耦合阻抗较大。计算结果表明:电子注的直流加速电压不超过26 kV;注通道填充比为0.1时,带宽约400 GHz、相速变化率小于1%时带宽约275 GHz (825~1100 GHz)。该套方法对THz折叠波导行波管的设计具有重要意义。

英文摘要:

The folded waveguide structure which has enormous advantages can been applied into THz TWT. In the article, a simple theory and equivalent circuit theory were used to analyze high frequency performance of 0.85 THz FW-TWT, and the CST MWS and HFSS codes validate these equivalent theories. The results of simulation and theoretical calculation were coincident. Because FW is a special slow-wave structure, the highest DC voltage was got. In deviation of fabrication dimensions, optimization structure parameters which make 0.85 THz FW-TWT to have wide band and high impedance were got. The results show the limited DC voltage is 26 kV and r0/a('r0' represents beam hole radius and 'a' is the width of FW) is about 0.1. The largest cold band width is about 400 GHz and the band width in flat dispersion region is about 275 GHz (825-1 100 GHz) and the change between the lowest and the highest phase velocity is below 1%. The design approach can been used to guide the design of slow-wave structure of THz FW-TWT.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466