国家重点基础研究发展计划(2013CB933602) 作品数:7 被引量:18 H指数:3 相关作者: 冯进军 李含雁 丁明清 蔡军 胡银富 更多>> 相关机构: 北京真空电子技术研究所 中国电子科技集团公司第十二研究所 电子科技大学 更多>> 发文基金: 国家重点基础研究发展计划 更多>> 相关领域: 电子电信 航空宇航科学技术 化学工程 更多>>
周期结构电磁特性在高频真空器件中的应用 被引量:3 2015年 作为行波类真空电子器件的核心组件,慢波结构是一种周期结构,其场可以有无限多个模式,每个模式由无穷多个空间谐波构成.每个空间谐波有相应的色散曲线且曲线各段有不同的特性.提出了周期结构色散特性的全维度开发的概念,并以一种可用微电机系统(MEMS)技术加工的折叠波导(FWG)慢波结构为例,对其色散特性进行了分析,利用这些色散特性开展了行波管(TWT)、返波管(BWO)等传统器件的研究工作,同时提出了过模器件、带边振荡器(BO)和谐波放大器(THAT)等新型器件,这些器件的实验研究则以W波段及其以上频率为主,最后给出了突破的关键技术以及测试得到的器件的主要性能. 冯进军 蔡军 胡银富 邬显平关键词:色散特性 真空器件 低增益kW级mm波螺旋线行波管高频结构设计 2015年 根据固态器件的发展和返波振荡抑制的特点,针对kW级mm波螺旋线行波管设计了低增益高频结构,通过切断、螺距渐变和添加衰减器的方式对返波振荡进行了抑制。通过微波仿真软件对其色散特性、耦合阻抗特性进行了模拟计算;通过三维大信号注波互作用计算软件进行了注波互作用计算与优化,并使用粒子模拟(PIC)软件进行了计算。结果显示,在频带29~31GHz范围内,输出功率达到1002W,增益大于21dB,电子效率大于16.8%,返波振荡得到抑制。 冯源 冯进军关键词:螺旋线 行波管 返波振荡 近太赫兹频段线性注真空器件的研究 被引量:6 2015年 介绍了太赫兹频段真空电子器件的研究和开发进展,包括慢波结构理论、设计、模拟及优化,微加工和微组装技术,整管技术等。这些器件包括行波管、返波管、斜注管、止带振荡器及行波管谐波放大器等,高频结构以折叠波导慢波结构为主,在太赫兹返波管中则利用叶片加载波导慢波结构。器件技术包括微机电系统(MEMS)技术,微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)金刚石生长、金属化和封接技术等。最后给出W波段、G波段以及340 GHz部件和器件所达到的性能。 冯进军 蔡军 胡银富 李含雁 杜英华 唐烨 李莉莉 潘攀关键词:太赫兹 行波管 返波管 微机电系统技术 金刚石 太赫兹器件用新型复合多层金刚石材料的研究 被引量:1 2015年 微波器件频率进入太赫兹,输能窗的厚度减小至一百甚至几十微米。常规的介质材料,或者多晶金刚石材料已经难以满足强度和真空密封性能的要求。为此设计并研制出一种新型微/超纳米复合多层金刚石膜。该膜采用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD),通过反应气源和沉积参数的改变,实现在硅衬底上依次原位生长微米尺度和超纳米尺度的金刚石膜。研制的复合多层金刚石膜表面粗糙度Ra<0.5μm,生长面的断裂强度高达1550MPa,是普通多晶金刚石膜的三倍。用该膜封接的输能窗目前已经通过真空密封性测试,将首次应用于太赫兹真空器件。 李莉莉 丁明清 杜英华 冯进军 胡健楠关键词:太赫兹 密封性 超薄复合金刚石膜的研制 太赫兹行波管用微米金刚石输能窗片的厚度接近100μm甚至几十μm,带来了机械强度与气密性问题。我们设计并研制了一种100μm厚的超纳米和微米复合金刚石膜。测试结果表明,断裂强度和气密性明显优于微米金刚石膜。利用复合膜制成... 丁明清 李莉莉 胡健楠 杜英华 蔡军 胡银富 冯进军关键词:传输损耗 文献传递 W波段回旋管宽带低损耗输入耦合系统 被引量:2 2015年 给出了一种十字交叉型TE□10-TE○01宽带模式转换器的设计原理,同时完成了一套W波段低损耗输入耦合系统的设计方案。根据该设计方案在电磁模拟软件HFSS中建立三维模型进行优化仿真。得到了衰减为0.14dB、最大驻波比为1.388、带宽为10GHz的高性能TE□10-TE○01宽带模式转换器。同时计算得到整套传输系统的衰减小于1dB,远小于采用矩形波导TE10模式的衰减(约15dB),大大提高了传输效率,降低了能量损耗。实际加工得到了一对模式转换器,经测试可得其衰减为1dB左右,整套系统的衰减约为3dB,与矩形波导(衰减约为15dB)相比,有了很大的提高。 孙昊 李浩 王峨锋 曾旭 李安 冯进军 闫铁昌关键词:回旋行波管 模式转换器 Spindt阴极金属颗粒粘附失效分析 被引量:3 2015年 Spindt型场发射阴极,在初期老炼过程中容易失效,其表现为发射尖锥和栅极间短路、漏电,或是真空电弧损伤。引起Spindt阴极失效的一个主要原因,分析认为是存在于发射尖锥表面、栅极边缘以及承载尖锥的二氧化硅空腔中的金属颗粒附着。这些金属颗粒,产生于双向沉积制作发射尖锥过程中,它们在牺牲层剥离时脱落,并且没有在随后的纯水清洗过程中得到有效去除。这些金属颗粒的存在,即便没有导致初期阴极失效,也可能成为阴极大电流应用,如微波真空功率器件应用的潜在障碍。研究中提出了在常规清洗工艺中引入超声波清洗和兆声波清洗,初步试验研究表明,振动频率28 k Hz的超声波清洗,容易造成阴极损伤,并且对微小颗粒的去除效果不好,而频率1 MHz的兆声波清洗,则可近似无损地将阴极失效率大幅降低。 李兴辉 白国栋 李含雁 丁明清 冯进军 廖复疆关键词:牺牲层 超声波清洗 Spindt阴极制作中剥离层的研究 被引量:3 2013年 在Spindt场发射阴极制作工艺流程中,剥离层对于形成良好的发射尖锥形状至关重要,同时它也是实现阴极阵列中尖锥均匀性的关键因素。本文研究了几种常用的剥离层材料包括金属铜,Al2O3以及水溶性的NaCl和Na2CO3。实验表明NaCl和Na2CO3用作剥离层,可以被去离子水迅速、容易地去除,并同时实现很好的腐蚀选择性。但用这些水溶性材料得到的发射尖锥形状不很规则且表面粗糙,由此也会带来整个阴极阵列上尖锥的不均匀性。使用Al2O3作为剥离层则较为理想,可以得到光滑的栅极收口和很好的尖锥阵列。但传统用来腐蚀Al2O3的热H3PO4,对于加热制作的Al2O3剥离层腐蚀较为困难。尝试了使用基于NaOH的腐蚀液来剥离加热Al2O3层,通过严格的工艺参数控制,如腐蚀液浓度和刻蚀时间,可以制作出质量较好尖锥发射体阵列。 李兴辉 白国栋 李含雁 丁明清 冯进军 廖复疆关键词:氧化铝