多束速调管的增益带宽

 研究了M个束、N个共振腔的多束速调管(MBK)的增益和带宽，得到了描述小信号增益和带宽与器件结构参数和电子束参数关系的公式，给出了在不同参数下增益随频率的变化曲线。分析了多腔对增益，多束对带宽的影响。计算结果表明：多腔可以提高增益；多束可以降低Q值，从而可以增中带宽，带宽增加工了3.6%，还可以提高增益；对于MBK，频率交叉调谐对增加带宽不如频率调谐好；空间电荷波只对增益有影响，对带宽没有影响。最后，预估一种L带多束速调管的增益带宽为8.1%。     

自适应光学控制系统的有效带宽分析

分析了自适应光学控制系统中闭环带宽和对湍流校正的有效带宽的关系，比较了采用比例积分控制和纯滞后补偿控制的自适应光学控制系统的带宽。分析结果认为自适应光学控制系统应当具有较高的有效带宽。较低的闭环带宽，系统中的时间延迟是限制自适应光学控制系统有效带宽的主要因素。     

强电磁脉冲的有效带宽、测量带宽及来自上升时间的影响

 从能量分布和测量有效性的观点出发，提出了强电磁脉冲的能量有效带宽和动态范围有效带宽的概念。针对IEC61000－4－4,MIL－STD－464,IEC61000－4－2,IEC61312－1等标准规定的核电磁脉冲(NEMP)、雷电电磁脉冲(LEMP)、静电放电电磁脉冲(ESDEMP)等强电磁脉冲，分别计算了它们的能量有效带宽和动态范围有效带宽。通过分析，得知在一定的范围内，上述强电磁脉冲上升时间的变化对两种有效带宽的影响并不明显，在此基础上，确定了它们的测量带宽。计算结果为NEMP，ESD EMP及LEMP的60 dB有效带宽分别是371，786，1 233 MHz与96 kHz；99%能量有效带宽分别是46，95，183 MHz与15 kHz；不失真测量所需的带宽分别是152，307，916 MHz和95 kHz。     

红外中带滤光片的结构、带宽估算及调整

中波红外波段在航天、气象、遥感等领域有着重要的应用，为了提高信噪比，系统中经常使用高质量的红外中带滤光片。相对带宽是红外中带滤光片重要的指标，主要取决于光学薄膜的膜系结构和具体设计。首先给出双截止组合型、F-P型、多半波型等几种膜系结构，归纳了相对带宽估算公式。同时从实用性出发，对一些具体膜系结构进行了相对带宽估算和综合分析，结果表明多半波结构最为可行。针对多半波结构，提出了间隔层膜料和光学厚度的选择、采用等效膜、调整膜层折射率等相对带宽调整的方法。最后，利用上述相对带宽调整方法对红外中带滤光片进行了设计，给出了实际镀制结果，滤光片相对带宽指标满足设计要求。     

光纤带宽特性对VISAR测试影响的分析

 对多模光纤的带宽特性进行了分析，发现阶跃折射率光纤的带宽只能做到数兆赫兹·千米，而梯度折射率光纤的带宽可达数吉赫兹·千米。对光纤传输VISAR中的测试信号进行了讨论，认为阶跃折射率光纤的带宽已限制了VISAR测试系统的时间分辨本领。提出用渐变折射率光纤代替阶跃折射率光纤，可以有效地减小带宽对VISAR测试的限制，从而提高系统的频带响应特性。     

石墨带的晶格动力学研究

基于晶格动力学理论,采用力常数模型,计算了石墨带的声子色散关系、振动模式密度和比热.计算结果表明,石墨带的声子谱特征介于一维碳纳米管和二维石墨片之间.扶手椅型和锯齿型石墨带的中、高频声子支分别与锯齿型和扶手椅型碳纳米管的类似.由于声子限域效应,低频声子支随着石墨带带宽的改变出现明显的频移现象.振动模式密度在高频区几乎不敏感于带宽,而低频区的峰位随着带宽的增加而逐渐向低频移动.此外,无论是在低温还是高温,比热都随着带宽的增加而逐渐降低,呈现量子尺寸效应.在300K时,比热可以拟合成C_V=C_Vg+A/n,其中C_Vg为石墨片的热容,而A/n项反映了石墨带中边缘效应对比热的影响. 关键词： 石墨带 声子色散关系 比热     

三模重叠双间隙耦合腔型输出回路的仿真设计

 为扩展速调管输出回路的带宽，进一步分析了双间隙耦合腔的模式重叠理论，说明了实现三模重叠的可能性，采用等效电路法计算了三模重叠双间隙耦合腔型输出回路的阻抗频率特性。以中心频率3 GHz的输出回路为例，建立了3维计算模型，给出了设计这种输出回路的步骤和结构参数。用场分析法计算了间隙阻抗频率特性，结果表明：此输出回路2 dB相对带宽接近15%，加载滤波器后1.5 dB相对带宽可达19.3%。     

S波段可调谐相对论磁控管的初步设计

 设计了一种可机械调谐的S波段相对论磁控管，该管采用由5个扇形腔和5个矩形腔组成的旭日型磁控管方案，通过小腔滑块移动实现调谐。利用等效电路法和高频场分析软件与粒子模拟软件分析了器件的性能。初步模拟结果表明：调谐相对带宽可达20％，当电压为650kV，磁场为0.6T时，全带宽内输出功率大于600MW，在大部分带宽内峰值功率大于900MW。     

半导体纳米晶体PbSe量子点光纤放大器

提出了一种新的光纤放大器——量子点光纤放大器(QDFA). 利用人工纳米晶体PbSe作为掺杂剂，通过解二能级系统速率方程和光传播方程，应用遗传算法和“逆方法"，计算得到了PbSe-QDFA的最佳掺杂浓度、抽运波长和光纤长度，并得到了增益、带宽和噪声系数. 与常规的掺铒光纤放大器相比较，PbSe-QDFA的带宽和噪声系数等关键指标均有明显提高，并可在长波长(约1630nm)区工作. 反演出极限QDFA所需的理想辐射和吸收截面. 理论模拟结果表明，在理想辐射和吸收截面下，QDFA的带宽极宽，噪声系数可接近量子 关键词： 量子点 光纤放大器 带宽 噪声     

一种柱-锥盘荷波导的色散关系

 导出了柱-锥盘荷波导的色散方程，并通过数值计算分析了这种慢波结构的几何参数对相对论行波管运行频率和通带的影响，与柱形盘荷波导相比，这种慢波结构的上截止频率高于柱形盘荷波导,因此，可以得到较高的运行频率和较大的通带,为设计这种慢波器件提供了依据。     

Linear and Non-Linear Inserts for Genuinely Wideband Continuous Frequency Tunable Coaxial Gyrotron Cavities

We consider two continuous frequency tunable CW coaxial gyrotron oscillators, one 330 GHz with 3 GHz bandwidth and output power 50 – 400 W for scientific applications and one 30 GHz with 0.4 GHz bandwidth and output power 40 – 140 kW for industrial applications. The continuous tuning of both gyrotrons is achieved by moving the linearly tapered inner conductor in the axial direction in combination with the proper adjustment of the operating magnetic field. We consider also a non-linear tapering, which makes it possible to reduce the length of the insert and to improve efficiency of the device.     

94GHz缓变结构回旋管设计与数值模拟研究

通过分析广义传输线理论中的模式耦合系数,优化设计了一支94GHz光滑缓变结构回旋管,当电子注电压50kV,电流6A,横纵速度比1.4,工作磁场3.548 5T时,在频率94.099GHz处得到了41%互作用效率,约120kW的功率输出;与折变结构回旋管相比,缓变结构回旋管中的工作模式纯度提高约27dB,注波互作用效率提高约7%。基于自洽非线性理论计算的互作用效率与PIC模拟结果有较好的一致性。     

双束回旋行波放大器的研究

提出了运用双束电子束增加回旋行波放大器带宽的新想法,建立了模型并对其做了理论分析和数值模拟.研究表明：该模型不仅可产生宽的输出带宽和高的输出功率,且与已有宽带模型相比,增益要高得多.当两束电子束的电流均为10A,电压分别为90和153kV,速率比分别为1.0和0.62,纵向动量散度分别为5.5%和1.2%时,器件输出的饱和带宽至少可达到22%,峰值功率和指数增益分别为395kW和62dB,效率为16%;如果在相互作用区的末段对引导磁场进行弱的锥化,可以得到约23%的常量驱动带宽,输出功率仍有280kW. 关键词：     

397 GHz斜注管互作用系统的设计模拟

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。     

曙光一号自由电子激光器的理论计算

系统总结曙光一号自由电子激光器理论计算的主要结果:包括曙光一号装置主要参数的选取和理解;磁场失谐曲线的计算;常参数摇摆器和变参数摇摆器的主要结果;高阶波导模的贡献;电子束参数扰动对激光性能的影响;空间电荷效应等。计算结果表明,常参数摇摆器激光输出功率可达80MW,效率约50％;变参数摇摆器激光输出功率可达250MW左右,效率约16％。     

A Continuously Tunable Ka-Band Gyrotron

An experimental study was carried out to test the concept of using a gyrotron with a tapered circuit in a uniform magnetic field as a high-power tunable source of millimeter-wave radiation. It was demonstrated that the device can be used as either an oscillator or an amplifier with the operating frequency tunable by varying the magnetic field. In the oscillator mode, the tube produced a peak output power of 500-750 W with the frequency continuously tunable from 30 to 39 GHz. As an amplifier mode, the tube demonstrated an electronic gain of ~23 dB at a magnetically tunable center frequency with an instantaneous bandwidth of ~5 percent. The stability characteristics of the amplifier were also investigated.     

x强流相对论环形电子束在低磁场中传输分析

 用理论和粒子模拟相结合的方法分析了强流薄环形相对论电子束在低磁场导引下，在均匀波导，无箔二极管，以及锥形波导和渐减磁场位形条件下的传输过程，研究了束包络的波动和如何减少波动的问题。分析表明：在无箔二极管中一个适当渐增的磁场位形可以有效地抑制束电子的径向运动，从而减少电子在波导中的波动幅度；电子束在锥形波导和渐减磁场位形中运动，不会增加束电子的波动。因此适当的磁场位形可以降低微波器件对导引磁场的要求，有利于实现永磁包装微波器件。     

双波段相对论返波振荡器模拟研究

 提出了一种采用单电子束实现C波段和X波段微波同时输出的新型相对论返波振荡器,该器件的束波作用区为中间用渐变段隔开的两段盘荷结构。使用Karat软件进行了2.5维全电磁粒子数值模拟,在工作电压为1 MV,电流为8 kA,导引磁场为3 T的条件下,输出微波功率大于1 GW,功率效率约为15%,输出的微波频率分别为5.42 GHz和9.58 GHz,二者频谱幅度相差2.17 dB,模式为TEM模。     

捷变频相对论返波管振荡器设计

基于低磁场返波管振荡器的工作原理,设计了一个捷变频相对论返波管振荡器,该器件由两段对电子束参数要求基本一致的慢波结构串接而成,通过调节引导磁场强度实现器件频率的调节,使其分别工作于C波段和X波段。在电子能量和束流分别为670keV和8kA的条件下,当引导磁场强度为0.5T时,采用2.5维PIC程序模拟得到频率为6.28GHz、功率为1.0GW的微波输出;而当引导磁场强度为0.8T时,得到频率为9.25GHz、功率为0.75GW的微波输出。     

Experimental investigation of the relativistic backward wave oscillator with a periodic guiding magnetic field

Experiment is carried out on the accelerator Sinus-700 to investigate the Relativistic Backward Wave Oscillator (RBWO) with a periodic guiding magnetic field. When the strength of the guiding magnetic field, whose period is 4.6 cm, is 0.54 T, a microwave output power of 0.95 GW at 9.1 GHz microwave frequency is achieved. It is shown that the RBWO with a periodic guiding magnetic field is feasible.