Nature.com-a gireniňiz üçin sag boluň. Ulanylýan brauzer wersiýaňyzda CSS-iň çäkli goldawy bar. Iň oňat tejribe üçin täzelenen brauzeri ulanmagy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de gabat geliş tertibini öçüriň). Şol aralykda, dowamly goldawy üpjün etmek üçin sahypany stil we JavaScript-de görkezeris.
Bu kagyzda, 220 GGs giň zolakly ýokary kuwwatly interlewli goşa pyçakly syýahat turba dizaýn edildi we barlandy. Ilki bilen, goşa şöhleli basgançakly iki tolkunly haýal tolkun gurluşy teklip edilýär. Iki re modeimli iş meýilnamasyny ulanyp, geçiriş öndürijiligi we geçirijilik giňligi bir re modeimden iki esse ýokarydyr. hereketlendirijiniň naprýa .eniýesi 20 ~ 21 kW, tok bolsa 2 × 80 mA.Dizaýn maksatlary. Maska bölegini we goşa şöhle ýaragynda dolandyryş elektrodyny ulanmak bilen, iki sany galam şöhlesi 7 gysyş gatnaşygy bilen degişli merkezlerine gönükdirilip bilner, fokusirleme aralygy 0,18mm, durnuklylygy bolsa gowy. ähli ýokary ýygylyk ulgamyny (HFS) gurşap alýar .Şondan soň elektron-optiki ulgamyň ulanylyşyny we haýal tolkun gurluşynyň işleýşini barlamak üçin bölejik öýjüginiň (PIC) simulýasiýalarynyň hemmesi HFS-de geçirildi. Netijeler şöhle täsir ediş ulgamynyň iň ýokary çykaryş güýjüne 220 GGs-de 20,6 kW, iň ýokary şöhleli naprýa .eniýediň 20,6 kW, 80 dB ululygy, 2 dV takmynan 35 GB-den 70 GGs-dan geçýär. Iň soňunda, HFS-iň işleýşini barlamak üçin ýokary takyklykly mikrostruktura ýasalýar we netijeler sim geçirijiniň netijesi bilen geçirijilik giňliginiň we geçiriş aýratynlyklarynyň oňat gabat gelýändigini görkezýär. Şonuň üçin bu kagyzda teklip edilen shemanyň geljekki programmalar üçin potensialy bolan ýokary güýçli, ultra giň zolakly terahertz-radiasiýa çeşmelerini ösdürmegine garaşylýar.
Adaty vakuum elektron enjamy hökmünde syýahat tolkun turbasy (TWT) ýokary çözgütli radar, hemra aragatnaşyk ulgamlary we kosmos gözlegleri ýaly köp sanly programmada çalşyp bolmajak rol oýnaýar1,2,3. Şeýle-de bolsa, iş ýygylygy terahertz zolagyna girensoň, adaty birleşdirilen boşluk TWT we dikligine TWT öndürijiligiň näderejede pesligi sebäpli, halkyň zerurlyklaryny kanagatlandyryp bilmeýär. THz toparynyň öndürijiligi köp ylmy gözleg institutlary üçin gaty aladalandyryjy meselä öwrüldi. Soňky ýyllarda gümürtik goşa pyçakly (SDV) gurluşlar we eplenen tolkun goragly gurluşlar (SWS) tebigy meýilnama gurluşlary sebäpli uly ünsi çekdi, esasanam geljegi uly potensialy bolan SDV-SWS romany. san gözegçiligi (CNC) we UV-LIGA, ähli metal paket gurluşy has uly ýylylyk kuwwatyny has ýokary öndürijilik we girdeji bilen üpjün edip biler we tolkun goragly gurluş hem has giň iş zolagyny üpjün edip biler. Häzirki wagtda UC Deýwis 2017-nji ýylda ilkinji gezek SDV-TWT-iň 100 W-dan ýokary güýçli netijeleri döredip biljekdigini we G-da geçirijilik ukybynyň 14-e deňdigini görkezýär. we terahertz zolagynda giň zolakly giňlik. UC-Deýwisiň G-band SDV-TWT üçin list elektron şöhleleri ulanyldy. Bu shema şöhläniň häzirki geçirijilik ukybyny ep-esli gowulaşdyryp bilse-de, örtük şöhleleriniň elektron optiki ulgamynyň durnuksyzlygy sebäpli uzak geçiriş aralygyny saklamak kyn, şeýle hem öz-özüni sazlap bilýän şöhleli tunel bar. - Tolkun we yrgyldama 6,7. outputokary çykaryş güýjüniň, giň zolakly we THz TWT-iň oňat durnuklylygynyň talaplaryny kanagatlandyrmak üçin bu kagyzda goşa re modeimli goşa şöhleli SDV-SWS teklip edilýär. Bu iş zolagyny giňeltmek üçin goşa re modeimli işlemek teklip edilýär we galam paýlanyşy hem bar. wertikal ululykdaky çäklendirmeler sebäpli kiçi. Eger häzirki dykyzlygy gaty ýokary bolsa, şöhle toguny peseltmeli, netijede has az çykyş güýjüni döretmeli. Şöhläniň tokyny gowulandyrmak üçin, SWS.-iň gapdal ululygyny ulanýan planar paýlanan köpbilmişli EOS ýüze çykdy. syýahat tolkun turbasynyň durnuklylygyny saklamak üçin peýdalydyr. Öňki işleriň esasynda8,9, bu kagyz şöhläniň durnukly geçiş aralygyny ep-esli gowulaşdyryp we şöhläniň täsir meýdanyny hasam artdyryp, şeýlelik bilen çykyş güýjüni ep-esli ýokarlandyryp biljek goşa galam şöhlesine gönükdirilen G-bandly magnit meýdany teklip edýär.
Bu kagyzyň gurluşy aşakdaky ýaly. Ilki bilen, parametrleri bolan SWS öýjük dizaýny, dispersiýa häsiýetleriniň derňewi we ýokary ýygylykly simulýasiýa netijeleri beýan edilýär. Soňra birlik öýjüginiň gurluşyna görä, bu kagyzda goşa galam şöhlesi EOS we şöhle täsir ediş ulgamy döredildi. Öýjükli bölejikleriň simulýasiýa netijeleri hem EOS-nyň ulanylyşyny barlamak we SDV-TTWT-iň öndürijiligini barlamak üçin görkezilýär. HFS. Iň soňunda gysgaça maglumat beriň.
TWT-iň iň möhüm böleklerinden biri hökmünde haýal tolkun gurluşynyň dispersiýa häsiýetleri elektron tizliginiň SWS-iň faza tizligine gabat gelýändigini ýa-da şöhle tolkunynyň täsirine uly täsir edýändigini görkezýär. TWT-iň işleýşini gowulandyrmak üçin gowulaşan täsir ediş gurluşy döredildi. Bölüm öýjüginiň gurluşy, ruçkanyň iki sany durnuksyzlygyny göz öňünde tutýar. kuwwat we iş durnuklylygy. Bu aralykda, iş zolagyny giňeltmek üçin SWS-iň işlemegi üçin goşa re modeim teklip edildi. SDV gurluşynyň simmetriýasyna görä, elektromagnit meýdan dispersiýa deňlemesiniň çözgüdi täsin we hatda reesimlere-de bölünip bilner. Şol bir wagtyň özünde pes ýygylyk zolagynyň esasy täsin re modeimi we ýokary zolakly zolagyň sinhronlaşmagyny has-da gowulandyrmak üçin ulanylýar.
Kuwwat talaplaryna laýyklykda, tutuş turba 20 kV hereketlendiriji naprýa .eniýe we 2 × 80 mA goşa şöhle tok bilen işlenip düzülendir. Naprýatageeniýäni SDV-SWS-iň işleýiş zolagyna mümkin boldugyça ýakynlaşdyrmak üçin p döwrüň uzynlygyny hasaplamaly. Şöhle naprýa .eniýesi bilen döwrüň arasyndaky baglanyşyk (1) 10:
220 GGs ýygylykdaky faza çalşygyny 2,5π edip düzmek bilen, p döwri 0,46 mm diýip hasaplap bolar. 2-nji surat SWS birlik öýjüginiň dispersiýa häsiýetlerini görkezýär. 20 kW şöhleli bimodal egrä gaty laýyk gelýär. 210-dan 290 GGs-a çenli 0,6 than uludyr, bu iş zolagynda güýçli täsirleşmeleriň bolup biljekdigini görkezýär.
(a) 20 kW elektron şöhleli goşa re SDimli SDV-SWS-iň dispersiýa aýratynlyklary. (b) SDV haýal tolkun zynjyrynyň täsir ediş päsgelçiligi.
Şeýle-de bolsa, täsin we hatda reesimleriň arasynda zolakly boşlugyň bardygyny bellemelidiris we 2a suratda görkezilişi ýaly adatça bu zolak boşlugyny togtatma zolagy diýip atlandyrýarys. Eger TWT bu ýygylyk zolagynyň golaýynda işleýän bolsa, islenmeýän yrgyldamalara sebäp boljak güýçli şöhle birikdiriji güýç bolup biler. bu kiçijik zolak boşlugynyň yrgyldamalara sebäp bolýandygyny ýa-da ýokdugyny kesgitlemek üçin. Şonuň üçin, islenmeýän yrgyldamalaryň bolup biljekdigini ýa-da ýokdugyny seljermek üçin indiki PIC simulýasiýa bölüminde togtadyş zolagynyň töweregindäki iş durnuklylygy öwreniler.
Tutuş HFS-iň modeli 3-nji suratda görkezilýär. Bragg reflektorlary bilen birleşdirilen SDV-SWS-iň iki basgançagyndan ybarat. Reflektoryň wezipesi iki basgançagyň arasynda signal geçirişini kesmek, ýokarky we aşaky pyçaklaryň arasynda emele gelen ýokary tertipli reesimler ýaly işlemeýän reesimleriň şöhlelenmesini basmak, şeýlelik bilen, tutuş turbanyň birikdirilmegi üçin SW-ni birleşdirýär. Adaty tolkun goragçysy. Iki derejeli gurluşyň geçiriş koeffisiýenti 3D simulýasiýa programma üpjünçiliginde wagt domeni çözüji bilen ölçelýär. Terahertz zolagynyň materiala hakyky täsirini göz öňünde tutup, wakuum konwertiniň materialy ilki mis bilen kesgitlenýär we geçirijilik 2,25 × 107 S / m12 çenli azalýar.
4-nji suratda çyzykly birleşdirilen birikdirijiler bilen we HFS üçin geçiriş netijeleri görkezilýär. Netijeler, birleşdirijiniň tutuş HFS-iň geçiriş işine az täsir edýändigini görkezýär. 207 ~ 280 GHz giň zolakly giň zolakly ulgamyň yzyna gaýtaryş ýitgisi (S21> - 5 dB) HFS-iň gowy geçiriş aýratynlyklaryny görkezýär.
Wakuum elektron enjamlarynyň elektrik üpjünçiligi hökmünde elektron ýaragy enjamyň ýeterlik çykyş güýjüni öndürip biljekdigini gönüden-göni kesgitleýär. HFS-iň II bölümdäki derňewi bilen bilelikde ýeterlik şöhlelendirmek üçin goşa şöhleli EOS dizaýn edilmeli. Bu bölümde W-band8,9-daky öňki işe esaslanyp, goşa galam elektron ýaragy, SIG-iň dizaýn talaplaryna laýyklykda. 2, elektron şöhleleriniň hereketlendiriji naprýa Ueniýesi Ua ilki bilen 20 kW, iki elektron şöhlesiniň I toklarynyň ikisi hem 80 mA, elektron şöhleleriniň şöhle diametri dw 0,13 mm. Şol bir wagtyň özünde, elektron şöhlesiniň we katodyň häzirki dykyzlygyna ýetip boljakdygyny, elektron şöhlesiniň gysyş gatnaşygy 7 sm, elektronyň şöhlesiniň dykyzlygy 7/2 bolýar. katod 86 A / cm2 bolup, oňa ýetip bolar Bu täze katod materiallaryny ulanmak arkaly gazanylýar. 14, 15, 16, 17 dizaýn teoriýasyna laýyklykda adaty Pirs elektron ýaragyny özboluşly kesgitläp bolýar.
5-nji suratda ýaragyň keseligine we dikligine shematiki diagrammalary görkezilýär. Elektron ýaragyň x-ugurdaky profiliniň adaty liste meňzeş elektron ýaragyna meňzeşdigini görmek bolýar, y-ugurda iki elektron şöhlesi maska ​​bilen bölekleýin bölünýär. Iki katodyň pozisiýasy degişlilikde x = - 0.155 mm, y = 0 mm we x = 0.155 mm sanjym ululygy, iki katod ýüzüniň ölçegleri 0,91 mm × 0,13 mm diýip kesgitlenildi.
Her bir elektron şöhlesiniň alýan merkezi elektrik meýdanyny öz merkezi barada simmetrik görnüşde simmetrik etmek üçin bu kagyz elektron ýaragyna dolandyryş elektrodyny ulanýar. Fokusirlenen elektrodyň we dolandyryş elektrodynyň naprýa .eniýesini −20 kV, anodyň naprýa .eniýesini bolsa 0 V-a çenli kesgitläp bileris. öz simmetriýanyň merkezi boýunça x-ugra öwrülýär, bu dolandyryş elektrodynyň fokus elektrodynyň emele getirýän deň bolmadyk elektrik meýdanyny deňleşdirýändigini görkezýär.
7-nji suratda şöhle konweri x we ​​y ugurlarynda görkezilýär. Netijeler elektron şöhlesiniň proýeksiýa aralygynyň y-ugurdan tapawutlydygyny görkezýär. X ugryndaky zyňyş aralygy 4mm töweregi, y ugry boýunça zyňyş aralygy 7mm töweregi. Şonuň üçin hakyky atyş aralygy 4-7 mm aralygynda saýlanmalydyr. 8-nji surat. kesişiň görnüşi adaty tegelek elektron şöhlesine iň ýakyn. Iki elektron şöhlesiniň arasyndaky aralyk dizaýn edilen 0,31 mm, radiusy bolsa takmynan 0,13 mm bolup, dizaýn talaplaryna laýyk gelýär. 9-njy surat şöhle akymynyň simulýasiýa netijelerini görkezýär. Iki şöhle akymynyň 76mA bolup, dizaýn edilen 80mA bilen oňat gabat gelýändigini görmek bolýar.
Amaly amaly programmalarda hereketlendiriji naprýa .eniýeniň üýtgemegini göz öňünde tutup, bu modeliň naprýa .eniýe duýgurlygyny öwrenmeli. 19,8 ~ 20,6 kW naprýa rangeeniýe diapazonynda tok we şöhle tok konwertleri alynýar, 1-nji we 1.10-njy we 11-nji suratda görkezilişi ýaly, netijelerden görnüşi ýaly, hereketlendiriji naprýa .eniýeniň üýtgemegi, elektron şöhlesiniň 0,7-den üýtgäp biljekdigi, elektron şöhlesiniň bolsa 0,7 bolup biljekdigi aýdylýar. bu kagyz naprýa .eniýa gowy duýgurlyga eýe.
Sürüji naprýa .eniýe üýtgemeleriniň x we ​​y ugurly şöhle konwertlerine täsiri.
Bitewi magnit fokus meýdany umumy hemişelik magnit fokusirleme ulgamydyr. Şöhle kanalynyň birmeňzeş magnit meýdany paýlanyşyna görä, ol akisimmetrik elektron şöhleleri üçin örän amatlydyr. Bu bölümde goşa galam şöhleleriniň uzak aralyga geçmegini üpjün etmek üçin birmeňzeş magnit fokus ulgamy teklip edilýär. Döredilen magnit meýdanyny we şöhle konwertini derňemek, fokus ulgamynyň dizaýn çyzgysy teklip edilýär. Brillouin magnit meýdanynyň bahasy (2) deňleme bilen hasaplanyp bilner. Bu kagyzda, soňraky paýlanan goşa galam şöhlesiniň magnit meýdanyna baha bermek üçin hem ulanýarys. Bu kagyzda işlenip düzülen elektron ýaragy bilen bilelikde hasaplanan magnit meýdanynyň bahasy takmynan 4000 Gs. Hasaplanan baha 20, 1,5-2 esse köplenç amaly dizaýnlarda saýlanýar.
12-nji suratda birmeňzeş magnit meýdanyna gönükdirilen meýdan ulgamynyň gurluşy görkezilýär. Mawy bölek eksenel ugurda magnitlenen hemişelik magnitdir. Material seçim NdFeB ýa-da FeCoNi. Simulýasiýa modelinde goýlan Br 1,3 T we geçirijilik ukyby 1.05. Magnitiň uzynlygy tutuşlygyna zynjyryň ululygyny kesgitleýär. Magnitiň uzynlygy 70 mm. şöhle kanalyndaky magnit meýdany birmeňzeş bolup, x ugrundaky ululygyň gaty kiçi bolup bilmejekdigini talap edýär. Şol bir wagtyň özünde, tutuş turbanyň bahasyny we agramyny göz öňünde tutup, magnitiň ululygy gaty uly bolmaly däldir. Şol sebäpli, magnitler ilki bilen 150 mm × 150 mm × 70 mm-e deňdir. Şol bir wagtyň özünde tutuş haýal tolkun zynjyrynyň fokus ulgamyna ýerleşdirilmegini üpjün etmek üçin aralyk.
2015-nji ýylda Purna Chandra Panda21 birmeňzeş magnit fokus ulgamynda täze basgançakly polýus bölejigini teklip etdi, bu katodyň akymynyň ululygyny we polýus bölejiginde emele gelen transvers magnit meýdanyny hasam azaldyp biler. Bu kagyzda, fokus ulgamynyň polýus bölegine basgançakly gurluş goşýarys. 13-nji suratda görkezilişi ýaly.
14a suratda iki elektron şöhlesiniň merkezi çyzyklary boýunça eksenel magnit meýdanynyň paýlanyşy görkezilýär. Iki elektron şöhlesiniň boýundaky magnit meýdanynyň güýçleriniň deňdigini görmek bolýar. Magnit meýdanynyň bahasy takmynan 6000 Gs, bu geçiş we ünsi güýçlendirmek üçin teoretiki Brillouin meýdanyndan 1,5 esse köpdür. Şol bir wagtyň özünde, katoddaky magnit meýdanynyň polýus bölejiginiň gowydygyny görkezýär. magnit meýdanynyň paýlanyşy Iki elektron şöhlesiniň ýokarky gyrasyndaky z ugry boýunça. Transvers magnit meýdanynyň diňe polýus bölejiginde 200 Gs-den azdygyny görmek bolýar, haýal tolkun zynjyrynda bolsa, transvers magnit meýdanynyň elektron şöhlesine täsiriniň ähmiýetiniň ýokdugyny subut edýär. Polýus bölekleriniň magnit doýgunlygynyň öňüni almak. polýus bölejiginiň içindäki magnit meýdanynyň paýlanyşynyň gymmaty. Magnit meýdanynyň güýjüniň mutlak bahasynyň 1,2T-den pesdigini görmek bolýar, bu polýus böleginiň magnit doýgunlygynyň ýüze çykmajakdygyny görkezýär.
Br = 1.3 T. üçin magnit meýdanynyň paýlanyşy (a) eksenel meýdan paýlanyşy. (B) Gapdal meýdan paýlanyşy z ugry boýunça.
CST PS modulyna esaslanyp, goşa şöhle ýaragynyň we fokus ulgamynyň eksenel otnositel ýagdaýy optimallaşdyrylýar. 9 we simulýasiýa, iň amatly ýer, anod bölejiginiň polýus bölegini magnitden uzaklaşdyrýan ýeri. Şeýle-de bolsa, gaýtadan işlemegiň 1,3T derejesine ýeten bolsa, elektron şöhlesiniň geçirijiligi 99% -e ýetip bilmejekdigi ýüze çykaryldy .Goşguny 1,4 T çenli ýokarlandyrmak bilen, fokusly magnit meýdany 6500 G-a çenli ýokarlanar. kiçi üýtgeme we geçiriş aralygy 45 mm-den uly.
Br = 1.4 T. (a) xoz tekizligi bilen birmeňzeş magnit ulgamynyň aşagyndaky goşa galam şöhleleriniň ugurlary. (B) yoz uçary.
16-njy suratda şöhläniň katoddan uzakda ýerleşýän ýerlerinde kesişleri görkezilýär. Fokus ulgamynda şöhle bölüminiň görnüşiniň gowy saklanýandygyny we bölümiň diametri kän bir üýtgemändigini görmek bolýar. 17-nji suratda şöhleleriň konwertleri degişlilikde x we ​​y ugurlarynda görkezilýär. 2 şöhläniň şöhleleriniň üýtgäp durýandygyny görkezýär. 18-nji surat. elektron ýaragyň dizaýnynda hasaplanan bahasyna laýyk gelýär.
Katoddan uzakda ýerleşýän elektron şöhleleriniň kesiş bölümi (fokus ulgamy bilen).
Gurnama ýalňyşlyklary, naprýa .eniýe üýtgemeleri we amaly gaýtadan işlemek programmalarynda magnit meýdanynyň güýjüniň üýtgemegi ýaly birnäçe meseläni göz öňünde tutsak, fokus ulgamynyň duýgurlygyny seljermeli. Anod bölegi bilen polýus bölejiginiň arasynda hakyky boşluk bar, bu boşluk simulýasiýada kesgitlenmeli. Tapawutyň ähmiýeti 0,2 mm we şöhläniň üýtgemegi görkezilýär. şöhle toguny üýtgetmek gaty kyn. Şonuň üçin ulgam gurnama ýalňyşlyklaryna duýgur däl. Sürüjiniň naprýa .eniýesiniň üýtgemegi üçin ýalňyşlyk diapazony ± 0,5 kW bolýar. 19b surat deňeşdirme netijelerini görkezýär. Naprýatageeniýeniň üýtgemeginiň şöhle konwertine az täsir edýändigini görmek bolýar. bu, tutuş EOS-yň magnit meýdanynyň üýtgemegine duýgur däldigini aňladýar.
Birmeňzeş magnit fokus ulgamynyň aşagyndaky şöhle konweri we häzirki netijeler. (A) Gurnama çydamlylygy 0,2 mm. (B) Sürüjiniň naprýa .eniýesiniň üýtgemegi ± 0,5 kV.
0,63-den 0.68 T aralygynda eksenel magnit meýdanynyň güýji üýtgäp durýan birmeňzeş magnit fokus ulgamynyň aşagyndaky konwert.
Bu kagyzda işlenip düzülen fokus ulgamynyň HFS bilen gabat gelmegini üpjün etmek üçin fokus ulgamyny we HFS-ni gözleg üçin birleşdirmeli. 21-nji suratda şöhle konwertleriniň HFS ýüklenmän we bolmazdan deňeşdirilişi görkezilýär. Netijeler, ähli HFS ýüklenende şöhle konwertiniň kän bir üýtgemeýändigini görkezýär.
III bölümde teklip edilen EOS-nyň dogrulygyny barlamak we 220 GGs SDV-TWT öndürijiligini derňemek üçin şöhle-tolkun täsiriniň 3D-PIC simulýasiýasy ýerine ýetirilýär. Simulýasiýa programma üpjünçiliginiň çäklendirmelerine görä, tutuş EOS-ny HFS-e goşup bilmedik. Şol sebäpden, elektron ýaragynyň diametri 0,13 mm we elektronyň iki sany üstündäki aralyk, 0,1 mm diametri bilen deňdir. EOS-nyň durnuklylygy, PIC simulýasiýasynda iň oňat çykyş güýjüne ýetmek üçin hereketlendiriji naprýa .eniýäni dogry optimizirläp bolýar. Simulýasiýa netijeleri, doýgun çykyş güýjüni we girdejisini 20,6 kW hereketlendiriji naprýa .eniýede, şöhle tok 2 × 80 mA (603 A / cm2) we giriş güýji 0,05 W bolýar.
Iň oňat çykyş signalyny almak üçin siklleriň sanyny hem optimizirlemeli. Iň oňat çykyş güýji, 22a suratda görkezilişi ýaly, iki basgançagyň sany 42 + 48 sikl bolanda alynýar. 38 WB girdeji bilen 0.05 W giriş signaly 314 Wt güýçlendirilýär. energiýa ýitirýän elektronlar. Bu netije SDV-SWS-iň elektronlaryň kinetik energiýasyny RF signallaryna öwrüp biljekdigini we şeýlelik bilen signalyň güýçlendirilmegini amala aşyryp biljekdigini görkezýär.
220 GGs-da SDV-SWS çykyş signaly. (A) Goşulan spektrli çykyş güýji. (B) SWS goýmanyň soňundaky elektron şöhlesi bilen elektronlaryň energiýa paýlanyşy.
23-nji suratda çykyş güýjüniň giňligi we goşa re modeimli goşa şöhleli SDV-TWT gazanmagy görkezilýär. Çykyş öndürijiligi 200-den 275 GGs aralygy ýygylyklary süpürmek we hereketlendirijiniň naprýa opteniýesini optimizirlemek arkaly hasam gowulaşyp biler. Bu netije 3-dB geçirijilik giňliginiň 205-den 275 GGs-e çenli giňelip biljekdigini görkezýär.
Şeýle-de bolsa, 2a-njy surata görä, islenmeýän yrgyldamalara sebäp bolup bilýän täsin we hatda reesimleriň arasynda duralga zolagynyň bardygyny bilýäris. Şonuň üçin duralgalaryň töwereginde iş durnuklylygyny öwrenmeli. 24a-c şekilleri 265.3 GGs, 265.35 GGs we 265,4 GGs, spektrleriň durnuklydygyny görkezýär. degişlilikde spektr arassa. Bu netijeler, duralganyň golaýynda öz-özüni yrgyldamanyň ýokdugyny görkezýär.
Hhli HFS-iň dogrulygyny barlamak üçin önümçilik we ölçeg zerurdyr. Bu bölümde, HFS gurallaryň diametri 0,1 mm we işleýiş takyklygy 10 μm bolan kompýuter san gözegçiligi (CNC) tehnologiýasy bilen ýasalýar. Frequokary ýygylykly gurluş üçin material kislorodsyz ýokary geçirijilik (OFHC) mis bilen üpjün edilýär. 8,66 mm. Sekiz sany deşik strukturanyň töwereginde paýlanýar. 25b şekil elektron mikroskopiýa (SEM) skanirlemek arkaly gurluşy görkezýär .Bu gurluşyň pyçaklary birmeňzeş öndürilýär we ýerüsti çişligi bolýar. Takyk ölçelenden soň, umumy işleýiş ýalňyşlygy 5% -den az, üstki çişligi bolsa 0,4μm. Işleýiş gurluşy dizaýn we takyklyk talaplaryna laýyk gelýär.
26-njy suratda hakyky synag netijeleri bilen geçiriş öndürijiliginiň simulýasiýalarynyň arasyndaky deňeşdirme görkezilýär. 26a suratdaky 1-nji port we 2-nji port degişlilikde HFS-iň giriş we çykyş portlaryna gabat gelýär we 3-nji suratda 1-nji porta we 4-nji porta deňdir. Şol bir wagtyň özünde S11-iň hakyky ölçeg netijeleri simulýasiýa netijelerinden birneme gowudyr. Şol bir wagtyň özünde, S21-iň ölçenen netijeleriniň gaty ýokary bolmagy we materialyň geçirijiliginiň gaty ýokary bolmagynyň sebäbi bolup biler. garyp. Umuman alanyňda, ölçenen netijeler simulýasiýa netijeleri bilen oňat gabat gelýär we geçiriş zolagy giňligi 70 GGs talaplaryna laýyk gelýär, bu teklip edilýän goşa re modeimli SDV-TWT mümkinçiligini we dogrulygyny tassyklaýar. Şonuň üçin hakyky önümçilik prosesi we synag netijeleri bilen bilelikde bu kagyzda teklip edilen ultra giň zolakly goşa şöhleli SDV-TWT dizaýny ulanylyp bilner.
Bu kagyzda, 220 GGs iki şöhleli SDV-TWT meýilnamalaýyn paýlanyşyň jikme-jik dizaýny hödürlenýär. Iki tertipli işlemegiň we goşa şöhleli joşgunyň utgaşmasy iş zolagyny we çykyş güýjüni hasam artdyrýar. HFS-iň dogrulygyny barlamak üçin ýasama we sowuk synag hem geçirilýär. Hakyky ölçeg netijeleri simulýasiýa netijeleri bilen gowy gabat gelýär. Taslanan iki şöhleli EOS üçin iki sany galam şöhlesini öndürmek üçin maska ​​bölümi we dolandyryş elektrodlary bilelikde ulanyldy. Dizaýn edilen birmeňzeş fokusly magnit meýdanynda elektron şöhlesi uzak aralyga durnukly görnüşde geçip biler. Geljekde EOS-nyň önümçiligi we synagy hem TWT-iň ýylylyk synagy bolar. häzirki ýetişen uçarlary gaýtadan işlemek tehnologiýasyny birleşdirýär we öndürijilik görkezijilerinde, gaýtadan işlemekde we ýygnamakda uly potensialy görkezýär. Şonuň üçin bu kagyz meýilnama gurluşynyň terahertz zolagynda wakuum elektron enjamlarynyň ösüş tendensiýasyna öwrüljekdigine ynanýar.
Bu gözlegdäki çig maglumatlaryň we analitiki modelleriň köpüsi bu kagyzda ýerleşdirildi. Goşmaça degişli maglumatlary degişli haýyş bilen degişli ýazyjydan alyp bilersiňiz.
Gamzina, D. we başgalar. Sub-terahert wakuum elektronikasynyň CNC işleýşi. IEEE Trans.elektron enjamlary.63, 4067–4073 (2016).
Malekabadi, A. we Paoloni, C. UV-LIGA köp gatly SU-8 fotorezisti ulanyp, sub-terahert tolkun goragçylarynyň mikrofabriki önümi. Mikromehanika.Mikroelektronika.26, 095010. https://doi.org/10.1088/0960-1317/26/9/095010 (2016)
Dhillon, SS we al.2017 THz tehnologiýa ýol kartasy.J. Fizika.D ulanmak üçin.physics.50, 043001. Https://doi.org/10.1088/1361-6463/50/4/043001 (2017).
Shin, YM, Barnett, LR & Luhmann, NC Ultra giň zolakly iki gatly tolkun goragçylary.application.physics.Wright.93, 221504. Https://doi.org/10.1063/1.3041646 (2008).
Baig, A. we ş.m. Nano CNC Machined 220-GHz Syýahat tolkun turbasynyň güýçlendirijisiniň öndürijiligi. IEEE Trans.elektron enjamlary.64, 590–592 (2017).
Han, Y ..
Galdetskiý, AV köpugurly klystronda şöhläniň planar ýerleşişi bilen geçirijilik giňligini artdyrmak mümkinçiliginde. Wakuum elektronikasy boýunça 12-nji IEEE halkara konferensiýasynda, Bangalor, Hindistan, 5747003, 317–318 https://doi.org/10.1109/IVEC.2011.5747003 (2011).
Nguyen, CJ we başgalar. W-bandda dar şöhle bölýän uçar paýlanyşy bilen üç şöhleli elektron ýaragyň dizaýny, iki pyçakly syýahat turba turbasy [J] .Science.Rep. 11, 940.https: //doi.org/10.1038/s41598-020-80276-3 (2021).
Wang, PP, Su, Y.
, An, M. 20-22 millimetr-tolkun kagyz şöhleleri bilen birleşdirilen goşa pyçakly syýahat turba turbasy boýunça gözleg (PhD, Beihang uniwersiteti, 2018).
Ruan, CJ, Zhangang, HF, Tao, J. & He, Y. G-bandly interleaved goşa pyçakly syýahat turba turbasynyň şöhle-tolkun täsiriniň durnuklylygyny öwrenmek.2018 Infragyzyl millimetr we Terahert tolkunlary boýunça 43-nji halkara konferensiýa, Nagoya.8510263, https://doi.org/10.1109/26MW