太赫兹液晶反射阵列移相单元的设计与分析

为了满足高增益天线大的移相度和可工作在太赫兹频段,设计了一种基于液晶的双偶极子反射移相单元结构。采用液晶的等效介电常数模型,在频率为335~345 GHz频段均产生360o以上的相移,在342 GHz实现最大相移390o。为了减小液晶不均匀性对相移产生的影响,建立了单元的精确模型,该模型在频率范围为330~338 GHz时均产生了250o以上的相移,在336 GHz实现最大相移285o。与均匀液晶等效介电常数模型相比,产生最大相移的频率点发生了变化,并且产生了最大为105o的移相差值,这在相控反射阵列天线的设计中是不可忽略的。     

THz交错波导慢波结构高频损耗研究

利用等效电导率方法对310 GHz的双栅交错波导慢波结构中电磁信号的传输损耗进行了仿真研究,比较了不同导体表面粗糙度和不同谐波造成的高频损耗的影响。仿真结果表明表面粗糙度会使传输信号严重衰减,频率相同的-1和+1次空间谐波传输损耗也有较大差异,传输-1次空间谐波时的导体单位损耗更大,且随表面粗糙度增加,损耗增加速度更快。模拟了不同的粗糙度对慢波结构增益、带宽等工作性能参数的影响,结果显示高频损耗会使增益下降、带宽降低。     

耦合腔行波管PPM聚焦系统横向磁场分析

借助三维静磁场分析软件,模拟仿真了两种非旋转对称PPM聚焦系统的内部磁场：极靴耦合槽分别呈180°和0°排列。根据仿真结果分析了阿良莫夫斯基关于PPM聚焦系统磁场实验中的横向磁场成因;总结了铁制加载头对PPM聚焦系统横向磁场的改善效果以及对磁饱和的影响。最后归纳出横向磁场的3种成因,分别阐述了铁制加载头对其影响;给出了...     

THz振荡器双光栅开放腔的高频特性

针对双开槽的双光栅开放式谐振腔,提出了一种基于矩形波导谐振腔理论的计算方法,给出TE04模式场分布的结构设计修正公式,用于进行准光学谐振腔结构设计优化,通过增强电子注区域的电场强度,可有效提高电子效率。同时对双光栅慢波结构"冷"色散特性进行了计算,分析了不同参数对其高频特性的影响。结果表明,双光栅槽宽和电子注通道宽度的变化会对其色散特性的频带上限产生较大影响。     

太赫兹全金属光栅工艺中光刻胶内应力

建立了光刻工艺中内应力的三维有限元分析模型,采用热-结构耦合分析,研究了胶膜厚度、后烘温度以及降温速率对SU-8胶层中的内应力产生的影响。综合以上因素发现,较胶膜厚度和后烘温度,降温速率对胶膜应力影响最大,降温速率越小,胶膜内应力越小,当降温速率小于6℃/h时,进一步降低降温速率对内应力影响不大。根据上述仿真结果进行了全金属光栅的工艺实验,发现与内应力相关的问题得到了有效解决。     

太赫兹双通道行波管高频系统

设计了一个基于交错双光栅的双路并联慢波结构,该结构采用两注电子及均匀恒磁场聚焦系统,具有平面二维结构。对该慢波结构的色散等冷测特性进行了详细研究,采用功分器和传输变换结构构成高频互作用电路,输出口为WR-2.8标准波导口,在305 GHz~335 GHz获得较好的传输特性,反射系数S11＜?15 dB,传输系数S21＞?4.4 dB。利用三维粒子模拟计算的方法,分析比较了单路及双路行波管放大特性。在电流密度53.57 A/cm2情况下增益达到14.586 dB,是一种极具发展潜力的太赫兹器件。     

多注毫米波行波管高频特性及波注互作用模拟

建立了多注毫米波行波管慢波结构,并对其色散特性和耦合阻抗特性进行了模拟与分析,建立43个慢波周期的互作用结构。通过PIC粒子模拟分析电子互作用情况,得到了以下结论:该行波管的工作频率在32.4～34 GHz,输入功率为10 mW时,最高输出功率可达到121 W,增益达40.8 dB。     

基于柔性超材料的高灵敏度拉力传感器

提出了一种基于柔性超材料的高灵敏度拉力传感器,该超材料传感器由刻蚀在聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄膜表面的多方形谐振单元的平面阵列组成。拉伸柔性PDMS薄膜会改变谐振单元的结构参数,进而使传感器的谐振频率产生变化。该超材料传感器可以同时实现应变或拉力的高灵敏度检测。同时,谐振结构中央的方形连接环起到了不对称分裂间隙的作用,激发了具有更高Q值的高阶谐振模式,实现了更高的频谱分辨率。实验结果表明,施加拉力从0增大至1.2 N时,结构尺寸拉伸率达到初始状态的1.2倍,超材料的谐振峰频率从109.23 GHz红移到99.42 GHz。该传感器可以实现8.43 GHz/N的高灵敏度拉力传感。耐久性测试表明在该样品的使用中至少可以经历100次拉伸-松弛循环。所提出的传感器具有灵敏度高、加工方便、成本低和无线测量的优点,具有潜在的应用价值。     

一种新型周期永磁聚焦系统过渡区的设计

 分析了过渡区中电子注调节的基本原理,设计了一种渐变式的过渡区结构,其注腰半径为0.8 mm,周期均匀磁场峰值为0.29 T,周期为4.5 mm,压缩比为22。该结构能够在减小电子枪压缩比的情况下对电子注进行再压缩,得到符合互作用要求的电子注。将采用渐变式过渡区结构的电子注匹配与采用传统方法的电子注匹配进行了比较,模拟结果表明：采用渐变式过渡区结构匹配电子注不仅能有效改善电子注的层流性（波动性为8%）,还能够提高电子光学系统的稳定性。根据此方法对Ku波段6 kW行波管的电子光学系统进行了模拟计算,得到了良好的设计结果。     

多注行波管的特点及发展

本文介绍了多注行波管的电压低、体积小、功率容量高、重量轻等优点和易振荡、加工难度高的缺点以及导致具有这些特点的原因和避免缺点发生的对策;并且介绍了多注行波管在国外与国内的发展应用情况,并对多注行波管的未来发展以及需进一步解决的问题进行了展望。