锁频锁相的高功率微波器件技术研究

综述了中国工程物理研究院应用电子学研究所锁频锁相的高功率微波器件最新研究成果,主要包括稳频稳相的相对论速调管放大器和注入锁相的相对论返波管振荡器.针对高功率长脉冲相对论速调管研究中遇到的问题,介绍了该放大器的束波互作用特点、杂频振荡抑制、脉冲缩短、高频段高功率运行、高增益等物理、设计与实验中的关键技术研究概况,使其功率、相位稳定性、增益等性能有了显著提高,S波段环形单注相对论速调管实现了高功率稳相输出,重频25 Hz运行时输出功率大于1 GW,脉宽大于150 ns、相位波动18°,高增益运行时在注入微波功率数kW条件下也实现类似功率和相位水平;采用同轴多注器件结构,突破了速调管高频段运行条件下高效率电子束引入和高功率束波转换技术等难题,使X波段相对论速调管在注入功率30 kW条件下实现了功率大于1 GW的放大输出,效率为34%,相位波动为15°.在掌握相对论返波管技术的基础上,利用返波管的高效率和结构紧凑的优点,开展了注入调制电子束锁相的相对论返波管研究,采用百kW级的种子微波实现了对GW量级输出微波的相位锁定.该研究结果对功率合成、粒子加速和多功能雷达等技术具有重要的推动作用.     

采用Lennard-Jones原子间势研究(C60)N分子团簇的结构演化行为

采用描述原子间相互作用的Lennard-Jones势来描述C₆₀分子间的相互作用,考虑了每个C₆₀分子的一定位置取向,并采用最速下降法计算了IH,fcc,hcp,DH及SC五种典型结构满壳层(C₆₀)_N团簇(N<2000)的能量.结果显示:当尺寸较小(N<20)时,IH结构最稳定;当尺寸处于中等(50<N<300)时,HCP结构最稳定;当尺寸较大(300<N 关键词： 60团簇')" href="#">C₆₀团簇 取向 最速下降法 结构演化     

新型5-溴嘧啶衍生物的选择性合成

对甲苯磺酰氯与三甘醇单甲酯完成酯化反应,再与对溴苯酚缩合制得对溴苯基三甘醇单甲醚(3);3与硼酸甲酯完成取代反应、酸解后在Pd(PPh3)4催化下与5-溴-2-碘嘧啶(5)在甲苯中通过Suzuki偶联反应选择性地合成了5-溴-2-对(甲基三甘醇基)苯基嘧啶(1a),收率73%。以1-十二烯和5为主要原料,通过Suzuki偶联反应,一锅法选择性地合成了5-溴-2-十二烷基嘧啶(1b),收率82%。1a和1b未见文献报道,其结构经1HNMR,13C NMR和MS表征。     

分子光谱法测定钇的研究进展

评述了近20年来国内外分子光谱法测定钇的进展情况。包括分光光度法、荧光分析法、共振光散射法以及化学计量学在分子光谱中的应用。在各种方法中,常规分光光度法仍是目前应用范围最广的方法。在所用的显色剂中,偶氮氯膦类、三苯甲烷染料和偶氮胂类试剂是目前测定痕量钇的重要试剂,同时新的显色剂如三溴偶氮胂、溴邻苯三酚红(BPR)、不对称变色酸双偶氮氟胂型试剂等的研究也在不断增加。而荧光光度法因其灵敏度高、选择性好、操作简单等优点,相应体系也在逐渐增多。共振光散射分析法和化学计量方法在测定痕量钇方面也有不同程度的应用。本文主要从测定体系、测定条件、灵敏度以及实际应用等方面进行归纳和概述。     

异戊二烯-甲基丙烯酸甲酯的阴离子嵌段共聚合

在四氢呋喃（THF）与环己烷的混合溶剂中,以正丁基锂（n-BuLi）为引发剂,采用具有较大空间位阻和特定电荷环境的P配合物为添加剂,实现了异戊二烯（Ip）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）的阴离子嵌段共聚。分别采用GPC、^1H—NMR对聚合物的结构进行了分析表征。结果表明：随着THF与环己烷体积比的增大,单体的转化率呈现下降的趋势;同时空间位阻较大的P配合物的加入,堵塞了正、负离子对之间的部分通道,有效地抑制了MMA段聚合副反应的发生,在易于工业化的0℃之下成功合成了分子量分布窄（1．21）的聚异戊二烯一聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物（PI—b—PMMA）,并且共聚物中PI嵌段以3,4结构链节为主。     

18β-甘草次酸A环开环衍生物的合成及抗肿瘤活性

采用化学方法在18β-甘草次酸A环上进行结构修饰,合成了一系列新颖的A环具有不同官能团的开环衍生物.初步研究了它们对人体肝癌细胞HepG-2的体外细胞毒活性,结果表明,羟基的数目和位置对抑制HepG-2细胞增殖起着重要的作用.     

相对论速调管中间腔与调制电子束间的非线性互作用

在强流相对论电子束驱动的相对论速调管放大器中, 由于强流和高场强的影响, 尤其是中间腔具有高Q值, 微波腔与电子束之间的非线性作用很明显, 严重影响器件性能. 根据麦克斯韦方程组以及电子在微波场作用下运动方程给出了中间腔的束-波互作用自洽方程. 从这些方程出发, 研究了调制深度和调制频率对间隙电压幅度和相位的影响. 对比常规速调管的等效电路模型, 自洽公式给出的间隙电压幅值同粒子模拟结果更接近, 尤其是较高调制深度的情况. 同时器件带宽随调制深度的增加而变宽, 这也同粒子模拟结果一致. 由此设计了一个S波段高增益相对论放大器, 在LTD (长脉冲螺旋线)加速器上开展了相应的实验工作, 实验上获得了1.1 GW的输出功率, 器件增益49 dB. 关键词： 相对论速调管 非线性互作用 自洽方程     

大功率太赫兹返波管振荡器设计北大核心CSCD

设计了一个过模太赫兹返波管振荡器,通过对慢波结构的精心设计,使电子束动能得到充分提取,实现器件的大功率及高效率运行。在电子能量和束流分别为280keV和320A的条件下,当引导磁场强度为3T时,采用2.5维Particle in Cell(PIC)程序模拟得到频率为121.8GHz、功率为13MW的太赫兹波输出,器件的束波转换效率约为14.5%。     

Mode control in a high gain relativistic klystron amplifier with 3 GW output power

Higher mode excitation is very serious in the relativistic klystron amplifier, especially for the high gain relativistic amplifier working at tens of kilo-amperes. The mechanism of higher mode excitation is explored in the FIC simulation and it is shown that insufficient separation of adjacent cavities is the main cause of higher mode excitation. So RF lossy material mounted on the drift tube wall is adopted to suppress higher mode excitation. A high gain S-band relativistic klystron amplifier is designed for the beam current of 13 kA and the voltage of 1 MV. PIC simulation shows that the output power is 3.2 GW when the input power is only 2.8 kW.     

电子回流对相对论速调管稳定工作的影响

模拟研究了电子束电压、电流及注入微波功率等参数对相对论速调管放大器中电子回流产生的影响,模拟发现注入微波过高、电子束电压过低及电子束电流过大都会导致电子回流。同时研究了回流电子对相对论速调管稳定工作的影响,研究发现,电子的回流会引起自激振荡,进而导致锁频锁相失败,器件不能稳定工作。