摘要：首次开展太赫兹金刚石-无氧铜盒型输能窗研究,利用低损耗的无氧铜材料代替传统可伐合金材料,显著降低输能窗传输损耗、提高器件输出功率。为降低无氧铜与金刚石热膨胀系数严重不匹配造成的封接应力,提出一种多槽应力释放结构,将金刚石表面封接应力由210 MPa减小至50 MPa,小于金刚石与无氧铜组合抗拉件的平均封接强度116.2 MPa。根据设计结果,开展金刚石-无氧铜输能窗封接试验,氦漏率≤1×10^(-11)(Pa·m^(3))/s,实现了气密封接。测试金刚石-无氧铜输能窗传输损耗为0.7 dB,比采用金刚石-可伐输能窗的传输损耗减小2 dB,即输出功率可以提高60%,为研制大功率太赫兹源奠定了重要关键技术基础。

摘要：根据固态器件的发展和返波振荡抑制的特点，针对kW级mm波螺旋线行波管设计了低增益高频结构，通过切断、螺距渐变和添加衰减器的方式对返波振荡进行了抑制。通过微波仿真软件对其色散特性、耦合阻抗特性进行了模拟计算；通过三维大信号注波互作用计算软件进行了注波互作用计算与优化，并使用粒子模拟（PIC）软件进行了计算。结果显示，在频带29～31GHz范围内，输出功率达到1002W，增益大于21dB，电子效率大于16．8％，返波振荡得到抑制。

摘要：为了提高高品质金刚石膜的沉积速率,利用CST三维电磁场仿真软件,模拟了Diamo Tek700微波等离子体化学气相沉积设备中,在忽略等离子体存在的前提条件下,石英钟罩的厚度和形状对沉积金刚石膜的基片表面电场分布的影响。同时采用壁厚3 mm,3.5 mm和4 mm的平顶和壁厚4 mm的圆顶钟罩分别进行了金刚石膜的沉积实验。模拟结果显示,对于同一类型的石英钟罩,壁厚的变化（3-4 mm）对基片表面平均电场影响不大;而壁厚相同的圆顶钟罩情况下基片表面平均电场则比平顶的高出10%。壁厚4 mm的圆顶石英钟罩得到了相对较高且均匀的电场分布。结果表明,沉积速率与模拟的基片表面电场强度存在对应关系;采用壁厚4 mm圆顶钟罩与原厂设计的壁厚3 mm平顶钟罩相比,在相同的工艺条件下,沉积速率提高一倍,达到1.4μm/h。

摘要：斜注管是返波振荡器的一种,通过电子注的倾斜,电子距离慢波结构更近,高频场更强,耦合阻抗和互作用效率更高,显著增加输出功率。对带状注斜注管的互作用系统进行了设计,并首次将双排齿慢波结构应用于斜注管。利用电磁模拟软件和3D粒子模拟软件对设计的斜注管的色散曲线和场分布进行了分析,并对其注-波互作用进行了模拟,可以得到大于100 mW的输出功率以及50 GHz的调谐带宽。输出功率在370.5 GHz频点处处达到峰值2.3 W,电子注电压7.0 kV,注电流120 mA,聚焦磁场1.0 T。

摘要：为分析折叠波导行波管互作用电路切断位置的功率和频谱特性,提出并研制出一只四端口W波段脉冲行波管。对该行波管频带内互作用电路的S参数、切断处功率和对应频谱特性进行测试,分析表明:端口2(输入段的切断)的功率幅值主要取决于饱和状态下行波管的输入功率,与输入段增益不成正比关系分布;端口3(输出段切断)功率主要取决于端口匹配性能,其数值计算功率和测试数据吻合良好。本文研究为毫米波及太赫兹行波管切断设计提供了一种有效方法。

摘要：输入耦合器是回旋行波管的重要组成部分之一,其作用是将矩形波导TE10模式的信号,通过模式变换结构转换为回旋放大器件中的模式,输入耦合器性能的优劣直接影响了回旋管整管的带宽等性能。通过对W波段TE02模式回旋行波管的输入耦合器进行理论分析,指出影响主模传输损耗的一个因素是杂模的崛起使主模的传输系数降低,利用仿真软件进行仿真,通过优化耦合孔的尺寸,抑制杂模的产生,将损耗从3.9 dB降低到了0.8 dB。根据优化尺寸加工,实际测试,得到3.0 dB带宽7.9 GHz的输入耦合器,与设计符合较好。

摘要：对W波段回旋行波管的高频结构的设计参数进行了分析计算与软件仿真,通过色散关系确定了磁场取值,通过对返波振荡的分析确定了高频结构——周期衰减材料加载,通过对绝对不稳定性振荡的分析确定了工作电流和横纵速度比的取值范围,最终得到了W波段回旋行波管的工作参数。采用粒子模拟软件进行模拟计算,可以得到155k W的峰值功率输出和5.5GHz的带宽,并给出了输出功率与回旋行波管各工作参数之间的关系曲线,进一步证明了对返波振荡和绝对不稳定性振荡的分析与参数选取的合理性。实际加工的回旋行波管在测试中峰值功率大于100k W,增益大于40d B,效率大于12%,3d B带宽为4.1GHz。

摘要：给出了一种十字交叉型TE□10-TE○01宽带模式转换器的设计原理,同时完成了一套W波段低损耗输入耦合系统的设计方案。根据该设计方案在电磁模拟软件HFSS中建立三维模型进行优化仿真。得到了衰减为0.14dB、最大驻波比为1.388、带宽为10GHz的高性能TE□10-TE○01宽带模式转换器。同时计算得到整套传输系统的衰减小于1dB,远小于采用矩形波导TE10模式的衰减(约15dB),大大提高了传输效率,降低了能量损耗。实际加工得到了一对模式转换器,经测试可得其衰减为1dB左右,整套系统的衰减约为3dB,与矩形波导(衰减约为15dB)相比,有了很大的提高。

摘要：涡旋电磁波,因携带有轨道角动量(OAM),从而体现出除了传统的强度、相位、频率、极化等自由度之外的一种新型自由度,理论上在任意频率下都具有无穷多种互不干扰的正交模态,并且近年来其在雷达成像、无线通信等研究领域展现出重要的应用潜力,所以引起国内外学者的广泛关注,具有很高的研究价值和应用前景。在这里,该文主要介绍近年来涡旋电磁波天线技术的研究进展,包括单一微带贴片天线、阵列天线、行波天线、以及超表面天线结构等。单一微带贴片天线由于其结构简单、制作成本低而被广泛运用;行波天线可以在宽带范围内产生多OAM模式的涡旋电磁波;阵列天线的设计原理简单,可以灵活地控制产生不同模态的高增益OAM电磁波;而超表面天线不需要复杂的馈电网络,从而具有天线整体剖面较低的优势。该文对这4种常见的涡旋电磁波天线进行了总结,并展望了未来的发展趋势。

摘要：针对大功率太赫兹功率源的应用需求,设计了一种G波段行波谐波放大器。该放大器件利用行波管非线性过程产生的谐波电流,通过级联谐波段高频系统实现基波信号的谐波放大,获得大功率宽带太赫兹波功率输出。本文利用CST和MTSS软件完成了G波段行波谐波放大器优化设计,并通过三维PIC进行互作用精确仿真分析,研究结果表明,该放大器能够在G波段10 GHz带宽内获得大于2 W的输出功率,为后续实际器件研制奠定了技术基础。