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征稿范围:

1、真空电子器件
    各种行波管,正交场器件(振荡器和放大器),速调管,多注速调管,感应输出管,快波器件(回旋振荡器件和放大器件),自由电子激光和脉塞,脉冲压缩器件,等离子体填充放大器和振荡器,高功率微波源和定向能器件,三极管/四极管/五极管,功率开关器件,显示器件和光源,真空光电探测器件,霍尔器件,射线器件,电子加速器件。

2. 真空微纳电子学
    微波毫米波太赫兹振荡器和放大器,场发射阵列,平板显示,传感器和探测器。
3. 组件和系统
    微波毫米波功率模块,电子功率适配器/调制器/电源,线性化器,放大器及天线耦合,器件和系统集成,可靠性。
4. 技术
    阴极和其他电子发射源,部件技术 (如:电子枪,高频电路,输能窗和收集极等),计算机物理模型及软件技术,新材料(如:介质材料,薄膜技术,磁性材料,纳米材料,碳类材料),射频击穿技术,线性化技术,互调和噪声,测量技术,小型化技术,微加工技术,3D加工技术,热功率管理和控制技术。
5. 真空电子器件应用
    国防,雷达,电信,医疗,粒子加速器,电磁兼容,仪器仪表,材料处理,电视和显示,电推技术,原子钟技术,工业应用。

 

 


太赫兹生物效应

  • 有髓神经纤维中太赫兹波传输的模式理论分析

    郭良浩;王凯程;王少萌;宫玉彬;

    利用解析法研究并得到了神经纤维中太赫兹波-远红外频段(0.1×10~(12)~100×10~(12) Hz)传输模式的色散曲线,并在此基础上分析了不同模式下神经纤维中横向截面上的能量以及场分布。通过与数值仿真软件CST的对比,证明了该方法的正确性。在研究太赫兹波在神经纤维中的纵向传输问题时,计算了有耗情况下太赫兹波在神经纤维中传输的坡印亭矢量,并比较了不同模式的传输效率,计算结果表明,神经髓鞘的高介电特性使得太赫兹波的能量能够有效地集中在髓鞘区域从而避免了细胞内外的极性溶液对太赫兹波的强吸收。

    2022年04期 No.359 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 534K]
  • 专辑序

    王少萌;

    <正>太赫兹生物效应是一种融合太赫兹技术和生物物理技术的交叉学科,主要研究太赫兹波与生物细胞、组织、分子等的相互作用及太赫兹波调控、影响和干预生命相关活动的理论与方法。该领域结合了太赫兹技术和生物物理技术的各自优势,利用密度泛函、分子动力学、经典电磁理论、量子化学计算以及创新性实验等方法,可以从理论和实验层面预测、验证、阐释太赫兹波对生命活动的干预与调控,对太赫兹波对生命体的安全边界确立、生命体内部传输通路揭示、太赫兹神经信息的产生与探测等重大问题的研究,具有重要的指导意义。世界各大国家和地区,如美国、中国、日本等都十分重视太赫兹生物效应的研究工作,不断推动太赫兹生物效应相关研究走向成熟。

    2022年04期 No.359 5页 [查看摘要][在线阅读][下载 55K]
  • 太赫兹波对乙酰胆碱合成位点的影响

    宁辉;王凯程;张琴;王少萌;宫玉彬;

    突触间隙中的信息交流通过神经递质来完成,乙酰胆碱通过乙酰辅酶A与胆碱经乙酰胆碱转移酶(ChAT)催化合成,支配神经细胞的兴奋性冲动,维持脑部正常功能。胆碱通过氢键、范德瓦耳斯力与附近的氨基酸作用,生物大分子的谐振频率大多位于太赫兹频段。本文利用密度泛函理论计算,通过分析胆碱与酶蛋白活性位点的红外吸收谱,反映胆碱进入酶蛋白前后振动模态的变化,利用分子动力学模拟对太赫兹波对胆碱与ChAT的结合产生的影响进行了分析,结果表明特定频率的太赫兹波有利于乙酰胆碱的酶催化合成。

    2022年04期 No.359 6-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 865K]
  • 太赫兹单极性皮秒脉冲串作用下细胞膜亲水孔输运生命离子流的研究

    薄文斐;车嵘;张明洁;张晓波;孙凯;王少萌;宫玉彬;

    近年来研究发现太赫兹单极性皮秒脉冲串作用能够在细胞膜上生成亲水孔,然而,细胞膜亲水孔对生命离子跨膜输运的作用尚不清楚。本文在前期提出的细胞层面生理离子与太赫兹电磁辐照相互作用理论的基础上,利用Neu与Krassowska电穿孔模型和广义修正的Poisson-Nernst-Planck模型,在整个细胞层面对太赫兹单极性皮秒脉冲串持续作用下细胞膜亲水孔跨膜输运的总离子流和跨膜输运钠、钾、氯三种细胞生理电信号变化相关的生命离子形成的离子流进行数值仿真研究,在离子流的数值研究中考虑了每种生命离子在溶液中的有效尺寸大小。数值结果揭示出,在太赫兹单极性皮秒脉冲串持续作用期间,细胞膜上生成的亲水孔输运的离子流主要由钠、钾和氯三种生命离子的离子流组成,同时,在亲水孔输运的每一种离子流中,细胞膜两侧电场引起的离子流分量远大于浓度差引起的离子流分量,但是对细胞内离子浓度变化的影响,膜两侧浓度差引起的离子流分量作用则大于电场引起的离子流分量作用。数值结果还显示,太赫兹单极性皮秒脉冲串持续作用10 ns期间,细胞膜亲水孔输运的离子流没有引起细胞内这三种生命离子的浓度大幅度改变,说明细胞膜亲水孔没有引起钠、钾和氯三种生命离子生理浓度的失衡。整个作用期间细胞保持有良好的电生理状态和生理浓度的稳定性,亲水孔也没有产生细胞生理电信号变化。研究结果为太赫兹作用下细胞膜生物效应的应用奠定了基础。

    2022年04期 No.359 12-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 732K]
  • 基于密度泛函理论研究受限水的太赫兹频谱和电子特性

    陈晨;孙庭钰;曹继华;朱智;

    利用密度泛函理论探究受限于纳米通道内的水分子结构、集体振动频率以及电子特性。研究表明受限于直径为0.677~1.086 nm的纳米通道内的水分子,它们在太赫兹频段存在两种典型的振动模式,一种是平行于通道的轴向集体振动,另一种是受限水分子间的氢键拉伸振动。通过对比不同受限域下,受限水的这两种典型的振动模式所对应的特征频率,发现它们的数值变化存在一定的规律。对于受限水的轴向集体振动,随着通道的管径从0.677增大到0.815 nm,它所对应的特征频率整体发生了红移,然而随着管径继续增大,该特征频率的变化发生了分化,即一部分发生了红移,另一部分发生了蓝移。对于受限水的氢键拉伸振动,随着管径从0.677增大到0.815 nm,它所对应的特征频率整体发生了蓝移,然而随着管径继续增大,该特征频率的变化也发生了分化。其内在机理通过电子密度拓扑分析揭示为:水分子与通道或水分子间所形成H…π键和O…H键的键临界点电子密度ρ值的减小造成了键振动的红移,反之造成蓝移。鉴于细胞的动力学平衡,例如渗透压和体积变化,它们与受限水在水通道中的结构和动力学特性紧密相关,本研究将有助于在分子层次加深太赫兹波与受限水相互作用的理解,进而促进太赫兹技术在生物医学方面的应用。

    2022年04期 No.359 22-30+35页 [查看摘要][在线阅读][下载 511K]
  • 0.1 THz辐照对成纤维细胞迁移及细胞骨架的影响

    张琦;尚森;江轶南;卢晓云;

    近年来太赫兹技术的发展和广泛应用使得太赫兹的生物效应引起了人们的广泛关注。研究连续波0.1 THz对小鼠胚胎成纤维细胞NIH3T3细胞迁移及细胞骨架的影响。采用划痕实验研究0.1 THz辐照对NIH3T3细胞迁移能力的影响,通过荧光染色的方法观察细胞骨架F-actin的形态,通过细胞免疫荧光染色方法检测细胞黏附相关蛋白Paxillin和E-cadherin的表达水平。划痕实验结果表明,0.1 THz辐照能显著促进NIH3T3细胞迁移,增加细胞增值率;荧光染色结果表明,0.1 THz辐照能够改变NIH3T3细胞F-actin的形态,发生细胞收缩和变形;细胞免疫荧光染色发现,0.1 THz辐照显著降低细胞骨架相关蛋白Paxillin和E-cadherin的表达水平。0.1 THz辐照能够改变成纤维细胞NIH3T3细胞黏附状态,促进细胞迁移及增殖。

    2022年04期 No.359 31-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]

理论与设计

  • 冷阴极X射线管关键部件的设计与仿真

    张扬;李振军;李元勋;李驰;赵立业;戴庆;

    利用CST粒子工作室软件设计仿真了一种高电子通过率冷阴极微焦点X射线管。重点分析X射线管阴极结构、栅网和聚焦极的结构与电压、阳极电压等关键因素对电子束聚焦束斑的影响,特别是设计了一种独特的阴极凹槽结构,使阴极电子束发射的散角减小了21.84°,并使电子枪通过率从54.3%增加至74.59%。在此基础上设计的碳纳米管X射线管在阳极电压为70 kV时,电子通过率可达到75%,电子束焦点约为56 μm,聚束比为5∶1,可为冷阴极微焦点X射线管的设计和加工提供参考。

    2022年04期 No.359 36-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 750K]
  • 28 GHz低速度离散回旋管电子枪三维电磁设计

    张江华;曾旭;

    磁控注入电子枪可以产生具有角向旋转速度分量的电子束,是回旋管的核心部件之一,其性能优劣直接决定了整管的系统性能。本文首先分析了两种典型的磁控注入电子枪结构,根据28 GHz回旋管互作用腔束-波互作用工作需求,设计了一种双阳极结构的电子枪。三维粒子仿真设计结果表明,在阴极电压40 kV、调制阳极电压18.2 kV、电流3.2 A的条件下,引导中心半径为3.2 mm,横纵速度比为1.5,横向速度离散达到了1.06%。与此同时,所设计的电子枪具有较大的工作区间,在横纵速度比为1.9时,横纵速度比离散依旧能够达到不高于5%的要求。

    2022年04期 No.359 43-46+66页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K]
  • 收集极对分离打拿极电子倍增器增益影响的模拟计算

    李杨昊;夏章聪;李洁;吴胜利;胡文波;田进寿;

    使用CST粒子工作室对分离打拿极电子倍增器进行建模和仿真,采用控制变量的分析方法调整电子倍增器收集极的参数,得到了电子倍增器内部的电子轨迹图。分析了影响电子倍增器增益的主要因素,研究了收集极对电子倍增器增益的影响,并且通过改变收集极的位置和结构分别对电子倍增器的增益进行优化。研究结果表明,收集极距离第九级打拿极位置为0.6 mm时,电子倍增器增益最大;改变收集极上折角度的研究结果表明,收集极两端上折60°时,电子倍增器的增益最大。

    2022年04期 No.359 47-51+80页 [查看摘要][在线阅读][下载 438K]
  • Ka波段行波管带内谐振尖峰问题的仿真与优化

    郭晨;闫冠齐;瞿波;夏岚;

    针对Ka波段空间行波管进一步扩展的工作频带需求,在工作带宽内出现谐振峰振荡的现象,通过对行波管输出系统中同轴-波导转换结构的传输线理论分析和CST软件仿真,确定了工作带宽高端出现的驻波比的谐振尖峰是由此结构激励高次模TE_(11)引起的,优化了结构参数,将带内尖峰移除工作频带外,避免了驻波、增益平坦度以及群时延等关键频域指标影响宽带信号失真的问题。

    2022年04期 No.359 52-55+80页 [查看摘要][在线阅读][下载 495K]
  • 基于旋转变频式加热技术对微波加热均匀性的影响研究

    连晨;刘尧;胡琨;肖麒;黄卡玛;

    微波加热作为一种清洁又高效的加热方式,已普遍应用于化工、医药、冶金以及食品加热等多个方面,而如何提高微波加热的均匀性一直是近些年来研究的热点。本文通过分别对比旋转和变频对微波加热均匀性的影响,提出一种旋转变频的新型微波加热技术,同时使用多物理场仿真软件COMSOL仿真计算,结果表明采用频率范围在2.4~2.5 GHz变化的旋转变频式加热方式,温度变化系数降低了0.33,并进行了实验验证。实验结果和仿真计算结果相一致,证实了旋转变频式加热技术有利于提高微波加热的均匀性。

    2022年04期 No.359 56-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 315K]

工艺及整管研究

  • 多绝缘层结构Spindt阴极设计及工艺实现

    姜琪;韩攀阳;杜婷;李兴辉;蔡军;冯进军;

    介绍了以SiO_(2 )/Si_3N_(4 )/SiO_(2 )为绝缘层的夹层结构Spindt阴极并探索了两种工艺实验方法。将干法和湿法腐蚀相结合实现了侧壁崎岖的绝缘层空腔。通过精确调节绝缘层干法刻蚀时间,结合N-甲基吡咯烷酮和等离子体去胶的工艺,解决了光刻胶变性难以去除的问题。在扫描电子显微镜下观察到顶层SiO_2直径3.8μm、底层SiO_2直径2μm、中间层Si_3N_4和自对准钼栅孔直径1.1μm、尖锥高度1.1μm的冷阴极结构形貌。研究表明,这种崎岖的侧壁能够在测试时阻断沿路放电,在大电压下能够缓解电弧放电现象,降低冷阴极的损坏。

    2022年04期 No.359 60-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1004K]
  • 太赫兹矩形折叠波导慢波结构铜叠片电铸厚度均匀性研究

    詹晓非;朱增伟;

    矩形折叠波导慢波结构是太赫兹波段宽带大功率行波管中最具有应用前景的慢波结构,其矩形金属栅的厚度均匀性直接影响电子注与电磁波的同步,从而造成慢波系统的传输损耗。为提高矩形折叠波导慢波结构UV-LIGA叠层制造工艺中电铸矩形金属栅铜叠片阵列的厚度均匀性,提出一种利用辅助阴极和反向脉冲电流相组合的精密电铸方法。在试验和仿真的基础上,系统研究了辅助阴极和反向脉冲电流密度对叠片厚度均匀性的影响,确定了最优工艺参数。试验和仿真结果一致表明,使用辅助阴极和反向脉冲电流能有效地保证阴极各处电流密度分布的均匀一致性,从而提高沉积厚度均匀性。最佳工艺下,整体和单个叠片的厚度不均匀性系数分别从原先的74.85%和30.88%修正到13.6%和11.6%。

    2022年04期 No.359 67-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 910K]
  • 空间行波管参数一致性技术研究

    闫冠齐;李媛;孙瑞;郭晨;李泳铮;瞿波;

    为满足新一代通信卫星高容量信息转发要求、提升卫星平台有效载荷搭载能力,开展了Ka波段空间行波管(TWT)双管一致性技术研究,适应了一台行波管电源集成两支空间行波管的放大器应用模式。通过开展Ka波段空间行波管参数敏感度分析、双行波管试验验证等研究,成功研制并交付“一拖二”型Ka波段空间行波管产品,实现了国产双TWT型放大器的首次在轨应用。

    2022年04期 No.359 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1234K]
  • F波段折叠波导行波管研制

    董芮彤;杜英华;蔡军;付豪;冯进军;

    毫米波行波管具有效率高、功率大、频带宽的特点,在国防和国民经济领域发挥着越来越重要的作用,因此对新型毫米波行波管的研究具有重要的现实意义。为填补F波段行波管研制空白,本文开展该频段行波管的研制工作,利用CST和MTSS软件完成对F波段折叠波导行波管慢波系统和输能系统的优化设计,并根据设计结果研制样管一支。样管测试结果显示工作电压20.3 kV、电流50 mA,103~110 GHz频带范围内输出功率大于20 W,增益大于25 dB,该测试结果与模拟仿真结果吻合较好。

    2022年04期 No.359 81-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 336K]

其它

  • 微波功率模块的发展现状

    许茜;赵小萱;

    微波功率模块(MPM)广泛应用于远距离通信、电子对抗、下一代有源相控阵雷达和诱饵等领域,本文介绍了MPM的基本原理,简述了MPM的内部组成,分析其优点和关键技术难点,总结国内外的发展现状,并展望了MPM的发展趋势。

    2022年04期 No.359 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K]
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