摘要：为设计输出高功率、高频率的w波段辐射源提供一个可行的方案,对一种具有开放式圆柱光栅的三反射球面镜准光腔大功率辐射源,在理论计算和PIC模拟仿真的基础上,完成了理论设计,装配出实验系统,并进行了热测实验。实验中采用了束流脉宽为70 ns的环形电子注,引导磁场为2.2 T,二极管电压为557kV,电流约为1.8 kA,实验测得在w波段有1.2 Mw的峰值功率输出。

摘要：为w波段辐射计设计了一副口径为300 mm偏馈反射面天线,天线要求的工作频率为94.5 GHz,副瓣电平低于-25 dB,交叉极化电平低于-30 dB,半功率波束宽度优于1°.采用较小偏置角以改善偏置天线的交叉极化特性,采用焦面场匹配法和模比法设计了匹配馈源,通过仿真优化设计,得到良好的波瓣等化电平和驻波比.测量结果表明,测量值与理论值吻合,满足辐射计的指标要求.

摘要：提出了一种带反射相消单元的w波段45度线极化微带贴片天线阵列.单列串馈天线阵采用泰勒加权结合反射相消单元实现了25dB的旁瓣抑制,通过添加贴边矩形槽改善了主瓣内的交叉极化.一阶十路功分器通过T型结取代一般的四分之一波长匹配段实现4.5倍的不等功分比.仿真与实测结果表明:组阵后的天线工作在75.7GHz^77.6GHz,水平和垂直方位3dB波束宽度可覆盖正负45度,该宽度内交叉极化比均高于18dB.天线增益达24dB,旁瓣抑制度达20dB.该天线形式可用于汽车防撞雷达并提高其抗干扰能力.

摘要：w波段(2.73～4 mm)电光相位调制器(EOM)结构具有多参数和设计复杂的特点,参考共面波导传输线理论和EOM理论,结合三维电磁仿真高频结构仿真软件HFSS,对调制器进行有限元分析和计算。针对EOM几何结构中的关键参数,在4个维度上进行模型仿真计算,建立EOM的多维度数学模型。根据仿真模型,得到EOM几何结构参数与主要性能的变化规律,确立EOM的模型结构。通过结构优化,得到频率为100 GHz的EOM模型,调制器速率匹配,阻抗匹配,并且衰减较小。

摘要：针对谐波回旋管互作用效率低的问题,以自洽非线性理论为基本工具,系统地分析了三个关键因素,即互作用腔体长度(Q值)、电子注的横纵速度比和工作电压对二次谐波互作用系统性能的影响.研究发现当工作磁场选择在硬激发区时,通过综合调节电子注的横纵速度比和工作电压能够获得较高的互作用效率.基于自洽非线性理论优化设计了一个w波段二次谐波回旋振荡器,粒子模拟(PIC)结果显示当电子注速度离散3%,工作电压37 kV,电流4 A时,输出效率达到了39.5%.

摘要：为实现w波段多通道收发芯片小型化,研究了多层硅片垂直堆叠实现的三维硅基异构集成技术。基于高精度刻蚀工艺制作掩埋芯片的槽体和腔体,利用金属化通孔和上、下金属层实现了集成波导传输结构和滤波结构,结合金属化通孔的紧密分布实现了电磁屏蔽侧墙,该工艺在实现小型化的同时保证了抗干扰能力。采用高深宽比的通孔刻蚀技术和金属化技术实现信号的垂直传输,通过金丝键合实现微波单片集成电路(MMIC)芯片和硅基传输结构的物理连接,使用低温晶圆键合技术实现了硅片垂直堆叠,最终经微组装技术实现了92~96 GHz多通道多功能芯片。经测试,接收通道噪声系数小于6.2 dB,接收增益约大于14 dB,发射通道饱和输出功率达到20 dBm,验证了该技术的可行性,为w波段小型化多功能芯片提供了良好的设计思路。

摘要：带状注扩展互作用速调管具有高峰值功率和高平均功率的特点,是一种具有广泛应用前景的电真空器件.基于电子流振荡理论,在小信号条件下推导了纵向模式为2π模的三间隙谐振腔的电子负载电导和电子负载电纳的表达式,分析了等离子体频率、间隙宽度和相邻间隙中心之间的距离等参数对电子负载电导和电子负载电纳的影响.根据理论分析结果,结合三维电磁仿真软件完成了一款工作于w波段的带状注扩展互作用速调管放大器的模拟设计.电子注横截面尺寸为4 mm×0.32 mm时,在工作电压为19.5 k V,电流为3.5 A,输入功率为1 w,轴向引导磁场为0.85 T的条件下,频率94.47 GHz处得到输出功率为5773 w,增益为37.6 d B,电子效率为8.46%,3 d B带宽约140 MHz.

摘要：行波管为发射机提供放大信号,其输出功率直接决定着系统的作用距离,是系统的核心部件之一。本文从提升电子效率和电子注功率两方面开展研究,以提升w波段行波管输出功率。基于折叠波导互用电路相速跳变设计,研制出8 GHz带宽内输出功率大于250 w的w波段行波管。提出非半圆弯曲折叠波导与相速跳变技术结合的设计方法,使w波段行波管输出功率和电子效率最高分别达到647 w和13.4%。提出一种四端口式高频结构和一种双弧弯曲折叠波导慢波结构,大幅提升了行波管对工作电流的聚焦能力,基于两种新型结构的创新研究,完成了千瓦级w波段行波管设计。

摘要：提出了一种采用平面线性排列的3个圆形电子注代替平面带状电子注的w波段交错双栅行波放大器微型化慢波高频结构，并重点对其行波传输特性和输入输出耦合特性进行了仿真设计和参数优化．结果表明，这种平面微型化高频结构的行波传输色散特性良好且有很大的工作带宽，所产生的强轴向电场分布非常有利于电子注与高频场的能量交换和相互作用．在保证平面微型结构中圆形注通道直径和带状注通道高度相同的情况下，得到的耦合阻抗是带状注交错双栅慢波高频系统2～3倍，为行波放大器高效率的注波互作用和高功率输出提供了新的研究思路．为了与该交错双栅高频系统相匹配，提出了一种更为简单易行的输入与输出耦合结构，仅采用三周期渐变过渡段就可以实现反射系数s11在较宽频带内低于-20dB的良好结果，更有利于行波放大器未来的工程实现与应用．

摘要：基于同轴静磁波荡器的自由电子激光主要利用环形电子束与同轴TE模式的相互作用产生电磁辐射,是一种重要的毫米波辐射源。分析了同轴结构作用区内外半径、工作模式、电子束电压、波荡器周期等参数对辐射频率的影响规律,研究了电子束平均半径的选取原则和束波互作用腔的设计方法,设计了辐射频率在w波段的基于同轴静磁波荡器的自由电子激光,并进行了粒子模拟,在电子束电压为720kV,电子束流为1kA的情况下,获得了频率107GHz、辐射功率35Mw的TE01模,束波转换效率为4.9%,束波作用腔总长度小于200mm,同轴静磁波荡器的磁场幅度0.34T。