G波段双模带状注交错双栅行波管
作者:
作者单位:

北京航空航天大学 电子信息工程学院,北京 100191

作者简介:

王文博(1994-),男,在读博士研究生,主要研究方向为太赫兹高功率宽频带行波管.email:wangwb@buaa.cn.
阮存军(1974-),男,博士,教授,主要研究方向为带状柱速调管、扩展相互作用速调管和集成真空电子器件.

通讯作者:

阮存军 email:ruancunjun@buaa.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(62371021;U22A2020)

伦理声明:



G-band double-mode sheet-beam staggered double-vane traveling-wave tube
Author:
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Affiliation:

School of Electronic and Information Engineering,Beihang University,Beijing 100191,China

Funding:

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    摘要:

    交错双栅行波管具有高功率、宽频带、易加工、散热优良等优势,在全球范围内广受关注。本文基于G波段交错双栅慢波结构,设计了一种双模工作模式下,通过带状电子注激励的超宽带大功率交错双栅行波管互作用系统。仿真结果表明,利用双模模式能够进一步提高交错双栅行波管的工作带宽;通过采用布拉格反射器隔离信号以及分段式结构抑制振荡等稳定行波放大技术,可获得具有优传输、高稳定、宽频带、大功率的太赫兹相干辐射输出,达到输出功率大于100 W,工作带宽超60 GHz的行波互作用性能。此外,基于微纳加工工艺,开展平面三层高频结构的方案设计,充分展示了太赫兹大功率宽带相干辐射源在工程实现中的潜力与可行性。

    Abstract:

    The Staggered Double-Vane Traveling-Wave Tube(SDV-TWT) is attracting worldwide attention for its high power, wide bandwidth, ease of fabrication, and excellent heat dissipation. In this work, an ultra-wideband, high-power SDV interaction circuit driven by a sheet electron beam is designed for dual-mode operation in the G-band. Simulation results show that exploiting two synchronous modes can further extend the operating bandwidth of the SDV-TWT. By employing Bragg reflectors to isolate the signal and a segmented structure to suppress oscillations—both well-established techniques for stable traveling-wave amplification—the system generates coherent terahertz radiation with superior transmission, high stability, broad bandwidth, and high power, achieving an output power exceeding 100 W and an operating bandwidth greater than 60 GHz. Moreover, a planar three-layer high-frequency circuit fabricated with micro-/nano-scale processes is proposed, fully demonstrating the potential and feasibility of realizing a high-power, broadband, coherent terahertz source in practice.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

王文博,阮存军. G波段双模带状注交错双栅行波管[J].太赫兹科学与电子信息学报,2025,23(9):898~905

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  • 收稿日期:2025-03-17
  • 最后修改日期:2025-07-17
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  • 在线发布日期: 2025-10-10
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