高功率太赫兹双电压模式行波管高频结构设计
作者:
作者单位:

1.中国科学院 空天信息创新研究院,北京 101400;2.中国科学院大学 电子电气与通信工程学院,北京 101400

作者简介:

吝瑞博(1999-),男,在读硕士研究生,主要研究方向为太赫兹高频结构.email:2439058893@qq.com.
刘文鑫(1976-),男,博士,研究员,主要研究方向为太赫兹功率源、高功率微波.
张志强(1975-),男,博士,研究员,主要研究方向为高功率微波毫米波器件理论与技术.
夏公傲(1999-),男,在读硕士研究生,主要研究方向为行波管收集级.
李洪静(1999-),女,在读硕士研究生,主要研究方向为行波管高频结构设计.
周东兴(1999-),男,在读博士研究生,主要研究方向为交错双栅行波管.

通讯作者:

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(U22A2020;U2341209)

伦理声明:



Design of the high-frequency structure for a high-power terahertz dual voltage-mode Traveling-Wave Tube
Author:
Ethical statement:

Affiliation:

1.Aerospace Innovation Research Institute,Chinese Academy of Sciences,Beijing 101400,China;2.School of Electronic,Electrical and Communication Engineering,University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 101400,China

Funding:

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    摘要:

    针对太赫兹G波段的行波管高频结构,设计了一种大功率双电压模式行波管高频结构。通过设置双工作电压,驱动高频结构运行于高功率脉冲模式和低功率连续波模式,实现行波管双模工作。将该设计结构与弧形弯曲边界折叠波导和相速渐变技术结合,提高双电压模式行波管的输出功率,实现高功率模式最大输出功率130 W,低功率模式最大输出功率52 W,且两种模式下的3 dB带宽均达到11 GHz的设计要求。通过对双电压模式行波管的设计,满足了电子对抗通信等领域对双模行波管的实际需求。本文设计的G波段双电压模式行波管,具有高功率与宽带特性,在太赫兹波段辐射源领域有着潜在的应用前景。

    Abstract:

    Aimed at the terahertz G-band, a high-power dual-voltage-mode Traveling-Wave Tube (TWT) high-frequency circuit is designed. By employing two selectable beam voltages, the structure can be driven either in a high-power pulsed mode or in a low-power continuous-wave mode, endowing the TWT with true dual-mode operation. When combined with arc-curved-boundary folded-waveguide sections and a phase-velocity tapering technique, this design markedly boosts the output power up to 130 W in the high-power mode and 52 W in the low-power mode, while both modes achieve a 3-dB bandwidth of 11 GHz. The developed dual-voltage-mode G-band TWT meets the practical requirements for dual-mode sources in electronic-warfare and communication systems, and its high power and broad bandwidth make it a promising radiation source for terahertz applications.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

吝瑞博,刘文鑫,张志强,夏公傲,李洪静,周东兴.高功率太赫兹双电压模式行波管高频结构设计[J].太赫兹科学与电子信息学报,2025,23(9):883~890

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  • 收稿日期:2025-05-27
  • 最后修改日期:2025-05-07
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  • 在线发布日期: 2025-10-10
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