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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。

 

 


医用高功率微波器件专辑

  • 清华大学X波段兆瓦级同轴磁控管的研制进展

    胡方俊;裘家琪;施嘉儒;查皓;高强;王传璟;韩运生;王健;陈怀璧;

    在过去的十余年中,清华大学加速器实验室致力于X波段同轴磁控管的研发。自2012年成功研制出X波段1.5 MW同轴磁控管(XM-2012)以来,坚持在物理设计、加工工艺和老炼测试等环节进行深入研究,在原有基础上迭代优化出MGT3、MGT4等型号的同轴磁控管,最新样管峰值功率达到1.7 MW以上,与新研发的X波段加速管集成,研制出高稳定性紧凑型加速器系统,剂量率达到800 cGy/min(1 m)以上,达到与S波段加速器系统同等水平;同时对磁控管锁相理论和功率合成进行了大量研究,并在此基础上发展出平行阴极磁控管,将X波段磁控管的输出功率提升到S波段磁控管水平,为进一步拓展X波段高功率磁控管的应用打下了坚实的基础。

    2023年03期 No.364 1-7+12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1588K]
  • 高功率真空电子器件在医用加速器方面的应用评述

    冯进军;

    <正>微波真空电子器件作为高功率微波源在医用加速器领域具有广泛的应用,主要器件类型包括各种结构的磁控管、速调管以及多电子注速调管。为了促进国内医用高功率器件的交流和发展,特组织了本专辑,希望能够为系统应用和器件发展提供一个信息交流平台,促进我国在该领域的快速发展。本专辑的内容涉及到的高功率微波源包括磁控管和多注速调管,二者在电性能上均具有高功率、高效率的特点,磁控管具有结构简单、使用方便、低成本等特点,多注速调管具有工作电压低、

    2023年03期 No.364 5页 [查看摘要][在线阅读][下载 463K]
  • S波段小型化高峰值功率多注速调管提高效率的研究

    李烨;李冬凤;王子威;刘晓帅;

    针对一个已有的S波段小型化6 MW多注速调管进行效率提升研究。通过优化输出腔和输出波导系统的设计,提高电子光学系统与高频结构的互作用效率和速调管的效率,进而减少速调管的供电功率。经过优化后的速调管在保持原有的小型化设计下,效率提升了10%。

    2023年03期 No.364 8-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K]
  • 反转永磁聚焦S波段高功率多注速调管的设计与研制

    万知之;朱培星;崔萌;

    设计并制备了一支可作为医疗加速器系统中功率源的反转永磁聚焦S波段高功率多注速调管。介绍了速调管的整体设计细节及仿真过程,对电子光学及磁聚焦系统、高功率输能系统、高频互作用系统等主要部分的设计进行了论述,同时给出了样管的测试数据,在S波段加速器工作频率上获得了大于3 MW的峰值输出功率。

    2023年03期 No.364 13-15+19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1082K]
  • 小型化加速器用X波段多注速调管的研制与测试

    崔萌;秦向荣;朱培星;万知之;

    介绍了一种应用于加速器系统的X波段高功率多注速调管,该管脉冲输出功率达到2.2 MW,增益大于45 dB,效率大于55%。文章对该速调管的电子光学系统、高频系统、输能系统以及收集极等各项专题的设计及模拟仿真进行了详细介绍,设计过程和结果可以为其它同类型的高功率多注速调管提供技术基础。

    2023年03期 No.364 16-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1061K]
  • X波段6 MeV驻波电子直线加速管设计与研制

    蓝清宏;万知之;王麟;张博鹏;宋嘉铭;

    介绍了以2.2 MW多注速调管作为功率源设计的X波段驻波轴耦合加速管,工作频率为9.3 GHz,工作模式π/2。借助CST优化加速管微波加速结构,实现靶区俘获能量最高6.3 MeV,粒子俘获效率为40.3%,束流流强为120 mA,管芯总长为335 mm(包含电子枪及转换靶),相比现有以1.5 MW磁控管驱动的近700 mm长X波段加速管,总长缩短52%。基于本设计完成腔体加工并进行了腔链调谐,加速管冷测参数与设计参数吻合。

    2023年03期 No.364 20-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1239K]
  • S波段3.3 MW脉冲磁控管的可靠性技术研究

    刘宇荣;李胜明;葛锐;潘峰;徐青松;陈小慧;李永明;黄俊杰;王少哲;邹建军;覃奀垚;黄浩;王琦龙;

    在S波段3.3 MW脉冲磁控管研制过程中,连续多支磁控管在工作比为1.05‰的条件下工作不足100 h,阳极端盖出现明显的氧化现象,经分析轴向电子轰击端盖产生局部高温是引起磁控管阳极端盖氧化的一个重要原因。本文对阴极发射体端部结构进行改进,仿真分析及实验结果证明了改进后的结构可实现对轴向电子的有效抑制。改进后的磁控管在脉冲电压为47.5 kV、脉冲电流为120 A、脉冲宽度为4.2μs、工作比为1.2‰的条件下,输出脉冲功率大于3.3 MW,磁控管已稳定工作超300 h,阳极端盖无氧化现象发生。实验结果为进一步提升磁控管技术性能及推广应用打下了良好基础。

    2023年03期 No.364 25-27+38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1116K]

理论与设计

  • 一种低交叉调整率的星载双行波管放大器电源设计

    陈鹏;焦堂沛;张翀;向富亮;

    双行波管放大器因其体积、重量的显著优势,在通信卫星转发器分系统中广泛应用。本文设计了一种星载双行波管放大器电源,通过优化设计倍压整流电路和增加次级谐振网络,降低了多路输出应用场合下漏感对电压稳定度的影响,使多路高压输出电压在宽负载范围变化时具有良好的交叉调整率,大幅提高了放大器整机的效率和可靠性。

    2023年03期 No.364 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1473K]
  • C-X波段同轴磁控管互作用腔快速工程计算方法研究

    李新义;邓美华;郭凡;金得军;陈平;宫玉彬;

    本文旨在探索一种可快速实现C-X波段同轴磁控管技术指标的设计方法,即通过《磁控管设计手册》工程计算和计算机PIC粒子仿真设计两种方法复算某C波段250 kW同轴磁控管,对比分析两种计算方法的结构参数,总结基于手册工程计算得到的结构参数的优化调整方向,结合本征模求解精确计算外腔TE_(011)模频点等措施,以达到提高同轴磁控管设计效率的目的。基于本文研究的同轴磁控管设计方法,开展了X波段500 kW同轴磁控管的初始结构设计工作,通过有序的结构参数调整,在较短的时间周期内实现了输出功率、工作频点均满足设计要求的π模稳定工作的计算仿真方案,初步验证了本文研究的同轴磁控管互作用腔设计方法的可行性。

    2023年03期 No.364 34-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1293K]
  • 140 GHz螺旋波纹波导小回旋行波放大器的研究

    唐林;易宇;胡锦程;冯俞铭;徐望炬;赵小艳;郭思豆;刘頔威;张开春;

    针对140 GHz回旋行波管,采用三折螺旋波纹波导作为慢波结构,通过色散特性分析优化螺旋波纹波导结构参数,达成了抑制模式竞争和扩展带宽的目的;依据布拉格衍射机理设计了输入耦合器,能够确保电子束有效流通以及信号稳定输入,且在136.5~144 GHz范围内,S_(21)>-0.5 dB。以小回旋电子注为激励源对该螺旋波纹波导回旋行波放大器进行了PIC仿真,当输入信号的频率为140 GHz、功率为50 W时,输出信号功率为223 kW,增益为36.49 dB;在134~142 GHz的频率范围时,输出功率在113~223 kW之间,3 dB带宽大于8 GHz。本文将螺旋波纹波导结构应用于140 GHz并取得了高增益和大带宽,对后续在更高频率的研究和工程应用具有较高的参考价值。

    2023年03期 No.364 39-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1379K]
  • C波段10 MeV驻波电子直线加速管的优化仿真

    牛焕焕;郝聪慧;万知之;

    为提高加速器整机小型化程度,本文对已有C波段10 MeV加速管进行了模拟优化设计。通过光速段腔体腔型优化设计提高单腔有效分流阻抗,实现加速效率提升,使腔链总长缩短;通过优化聚束段使腔链整体性能满足设计要求。优化后加速管腔链总长由原来的652降至492 mm,并且能量、剂量率、脉宽等参数满足设计要求,后续将对优化后的加速管进行工艺和热测验证。

    2023年03期 No.364 45-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1319K]
  • 基于缝隙波导的多频微波加热研究

    杜梦娜;朱铧丞;杨阳;

    微波因其高效、绿色无污染等优点在加热领域应用广泛,但加热均匀性差限制了它的进一步发展。本文基于波导缝隙天线理论和磁控管的非线性响应特性,设计了一个以波导缝隙阵列天线为辐射器的加热系统。利用磁控管的非线性响应特性输出多个频率的微波以丰富电磁场的模式,设计了基于横向缝隙波导和纵向缝隙波导的两种辐射器,建立了微波加热的多物理场模型,以模拟多个频率的微波通过缝隙波导加热物体的效果,并分析了不同参数如缝隙、频差等对加热均匀性及效率的影响。

    2023年03期 No.364 50-55+60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1575K]
  • 基于均匀磁场的WPT系统抗偏移方法仿真与优化

    李享;李欣岩;黄卡玛;杨阳;

    多个设备在同一无线充电平台上充电,其效率因摆放位置不同而差异明显,为了解决这一问题,本文设计了一种锥形线圈与平面线圈相结合的新型发射线圈。该方法通过计算单匝线圈在空间一点的磁通密度,推导出磁场均匀性与传输距离及线圈各个参数之间的关系,计算得出在设计参数下锥形线圈的最佳角度,再利用平面线圈对磁场进行补偿,使设计的发射线圈在充电区域尽可能产生均匀磁场。仿真计算表明接收线圈在所设计的充电平台上偏移25 mm范围内,效率波动不超过10%。相比于传统的平面发射线圈,混合发射线圈大大提高了无线充电系统的抗偏移能力。

    2023年03期 No.364 56-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1312K]
  • 自由电子入射路径对光子晶体辐射的影响

    舒靖;李庭刚;张平;王少萌;宫玉彬;

    电子掠过周期金属结构会激发Smith-Purcell辐射。微纳加工工艺的发展推动了具有复杂结构的微纳金属人工材料的加工,因此人们开始聚焦于电子激发微纳周期结构所出现的辐射现象。本文研究了运动线电子束团激发金属光子晶体所激发辐射的特点和规律,重点讨论了如何利用自由电子去激发金属光子晶体结构,从而取得最大的辐射强度。

    2023年03期 No.364 61-64+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1520K]

工艺与整管研究

  • 高功率高均匀性稳态硬X射线辐照装置研制

    刘平;赵伟;李建北;秦臻;黄刚;向军;李天涛;夏连胜;

    X射线辐照广泛应用于农业育种、材料改性、器械消毒和电子设备抗核加固设计等诸多领域。本文介绍了一种高功率、高剂量均匀性的紧凑型硬X射线辐照源的研制,针对辐照的剂量率、空间均匀性、能谱等需求,通过蒙特卡罗模拟方法进行优化设计,结合长期运行可靠性对电源的要求等,采用了“三明治”型结构X射线输出窗,工作电压为225 kV,总功率为9 kW。研制的样机经过测试,在距离靶点150~200 cm的Φ500 mm辐照空间内剂量率不均匀度优于3 dB,平均剂量率最大约39.72 Gy/h, X射线能谱的平均能量约为59.88 keV。该辐照源已经在电子设备抗核加固设计、病毒辐照效应等领域得到应用。

    2023年03期 No.364 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1449K]
  • 大功率速调管用氧化物阴极研究

    张敏;张珂;任海岩;宋莹;周军;刘继琛;

    根据大功率速调管的设计要求阴极的电流密度不低于14 A/cm~2,目前这种类型速调管所用M阴极工作温度需要不低于1080℃,所需灯丝功率高达26~28 W。本文介绍一种适用于该类型速调管的改良氧化物阴极的制备技术,这种阴极采用镍合金活性基底代替纯镍基底,涂层采用含钪四元氧化物。结果显示:这种氧化物阴极速调管支取电流密度为15 A/cm~2时,阴极温度为910℃,灯丝功率为20.97 W,灯丝功率比M型阴极降低了约20%。

    2023年03期 No.364 70-72+77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1268K]
  • 基于外差法的回旋管装置诊断与测试方法

    宁欣;黄煜;

    针对大功率、高频率的回旋管装置,提出了基于频谱仪与扩频模块相结合的外差法测量与诊断回旋管波源的方法。利用频谱仪与扩频模块实现外部谐波混频,并将中频信号经过快速傅里叶变换处理后识别回旋管波源的信号频率。将实测结果与理论计算相互比对,从而实现了对回旋管结构与工作参数的诊断测试。测试方法操作简单,结果可靠,对于回旋管进一步在太赫兹频段的测试应用具有重要意义。

    2023年03期 No.364 73-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1554K]
  • 空间行波管电子枪阴极温度拟合计算研究

    陈平;李新义;吕雪;成红霞;季大习;刘逸群;

    工作温度是影响阴极发射能力和寿命的关键参数,其与电子枪保温结构、加热功率、环境温度相关,未经实测时不同加热功率和环境温度下的阴极温度往往较难确定。本文利用温度试验数据构建并拟合出简化的空间行波管电子枪热节点模型,通过热节点模型推算出不同加热功率和环境温度下的阴极温度,与实测温度比较验证了模型的准确性。此构建拟合热节点模型的方法为推算电子枪阴极温度提供了一种简便途径。

    2023年03期 No.364 78-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K]
  • 行波管热子功率若干工程性问题的研究

    徐光;高紫纶;纪阳;

    广泛应用于行波管的M型阴极的寿命对工作温度变化十分敏感,长期工作时热子电阻会由于高温烧蚀而升高,使阴极热子组件加热功率缓慢偏离设计值,进而改变阴极电流,严重时可导致行波管失效。依据ANSYS仿真和测试结果对行波管用电子枪的阴极热子组件进行了热力学性能研究,分析了电子发射的冷却效应对光学测温、热力学仿真及行波管测试的影响;结合电子枪的应用环境,分别在恒压和恒流供电模式下提出了阴极热子组件寿命的评估方法。研究结果表明,为维持阴极表面工作温度恒定,需要阴极热子组件额外提供约3.3%~8.9%的功率来补偿冷却效应的影响。恒压供电模式下热子电阻升高28.9%时,阴极热子组件寿命终结,恒流供电模式下热子电阻升高23.7%时,阴极热子组件寿命终结。

    2023年03期 No.364 81-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1360K]
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