摘要：在本课题组此前采用显式方法设计0.14THz宽带折叠波导慢波结构的基础上,设计了一种0.14THz瓦量级输出折叠波导行波管。通过CST MWS软件分析结构尺寸对冷测特性的影响规律来确定一组慢波结构参数,然后对电子枪、永磁聚焦系统、输入输出结构、衰减结构及收集极系统进行设计,最后经过CST PS软件进行整管热测特性仿真模拟。此过程不断迭代,最终找到一组结构参数满足频率在0.14THz、输入功率为20mW时,折叠波导行波管输出功率大于6W。为了验证设计的电子光学系统的正确性,加工装配了一根流通管,并进行了流通率测试,测得流通率大于80%。

摘要：从行波管工作的物理特性提出了一种获得折叠波导慢波结构参数的简单方法,给定工作频率和电压,能够获得折叠波导慢波结构的初始参数.设计了D波段的折叠波导结构来验证该方法,对其冷测特性如色散、耦合阻抗进行了分析.仿真结果表明,设计的折叠波导慢波结构在中心频率处具有较平缓的色散关系,在中心频率处耦合阻抗为3.5欧姆.在电子注电压为20.6 kV,电流为15 mA时,27 mm（50个周期）的折叠波导慢波结构在220 GHz具有13.5 dB的增益,3 dB带宽为11 GHz （213 ～224 GHz）.同时讨论了折叠波导慢波结构的微加工工艺,并通过UV-LIGA工艺获得了实验样品.

摘要：优化设计了一种220GHz的折叠波导慢波结构的尺寸,对其冷测特性如色散、耦合阻抗和衰减进行了分析。理论分析和软件仿真结果表明设计的折叠波导慢波结构在中心频率处具有较平缓的色散关系,较高的耦合阻抗和较低的电路衰减。互作用模拟表明,在电子注电压为20kV,电流为10mA时,27mm(50个周期)的折叠波导慢波结构在220GHz具有14.5dB的增益,3dB带宽为16.3GHz(211.9～228.2GHz)。

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。

摘要：介绍了一种基于3 dB定向耦合器的0.14 THz功率分配器设计方法。由于太赫兹频段的器件尺寸越来越小型化、微型化，特别是对于功率分配器中的核心结构，造成精密机械加工方式难以实现。典型的波导3 dB定向耦合器结构是90°电桥结构，其耦合缝隙之间的间距仅有不到0.5 mm，这样的尺寸是机加时产生的应力难以承受的。通过分析波导定向耦合器支路间的相位关系得出：如果耦合缝隙的间距增加到半波长的整数倍，支路间的相位差仍为90°，但这样变化的结果是带宽的降低。通过耦合缝隙间距的适度增加，降低了机加的难度，工作相对带宽降到10%。经仿真分析，结果得到了验证。加工的样品测试结果表明，在0.133~0.147 THz的频率范围内，插入损耗小于1 dB，回波损耗小于-20 dB。

摘要：为了提高太赫兹行波管的输出功率,提出了多个传输信号进行功率合成的方法。首先,对D波段多注慢波结构进行设计及功分器的优化;然后,通过微铣削工艺完成了两注THz折叠波导结构的加工,加工精度满足实际设计要求;最后,利用CST软件对该结构的冷测与互作用特性进行了分析。仿真结果表明:该结构的S11值小于-20dB,实际测试值在-20dB左右,两者较吻合。冷测分析表明该结构具有22GHz(16%)的冷带宽,3dB增益带宽为12.5GHz。在各电子注的电压、电流、峰值输入功率大小分别为15.79kV,12mA,10mW时,单注结构获得了1.58 W的输出功率及22dB的增益;而两路信号在互作用完成后,获得了2.91 W的合成功率输出,合成效率不低于90%。通过合成的方法可以有效提高THz行波管的输出功率。

摘要：研究用于0.14 THz折叠波导行波管的盒形窗结构,采用三维模拟软件HFSS进行计算与优化,设计出基于蓝宝石窗片的盒型窗结构。分析了结构参数对盒形窗电压驻波比的影响,主要结构参数在±0.01 mm范围变化时,盒形窗电压驻波比仍然低于1.2,保证零件加工的可行性。装配完成盒形窗测试结构,冷测结果显示,在0.135 THz^0.145 THz范围内衰减系数为0.7 dB左右,满足整管要求。

摘要：使用一种显式方法对0.14 THz折叠波导行波管慢波结构进行了快速设计,并通过解析模型、等效电路模型以及电磁场仿真软件(CST MWS)对结构的色散关系和耦合阻抗进行了计算。计算结果表明,0.14 THz附近的色散较为平坦,耦合阻抗在1Ω左右。为了满足大功率输出需求,对初始结构尺寸进行了部分调整。CST PS互作用模拟结果表明,在0.14 THz附近,输出功率大于1 W。用微电火花(EDM)和微铣削方法分别进行了加工实验,结果表明,两种方法在尺寸精确度上均能满足指标要求,微铣削加工能获得更平整、表面粗糙度更好的槽底。

摘要：通过对折叠波导的理论分析,提出一种快速设计折叠波导慢波结构的方法。优化设计了中心频率为0.22 THz的折叠波导慢波结构,分析了结构参数对高频特性的影响。为防止振荡,仿真中采用截断的慢波结构。互作用仿真表明,在电子注电压为16 kV,电流为10 mA情况下,中心频率处增益为23.9 dB,输出功率为1.2 W。其中3 dB带宽大于14 GHz(0.214 THz^0.228 THz),带内输出功率大于0.5 W,在7 GHz(0.217 THz^0.224 THz)范围内输出功率大于1 W。

摘要：为解决低噪声放大器设计中过渡电路的实现问题,对基于共面波导的波导-平面电路过渡形式进行改进和优化,设计了一种工作频率为0.14 THz,带宽10 GHz的低噪声放大器。通过仿真,得到了输入输出回波损耗小于-27 dB,插入损耗小于0.1 dB的结果。此种方法能够很好地实现信号在不同传输线形式间的转换,并得到了无源测试验证。