潘攀 作品数:14 被引量:15 H指数:3 供职机构: 北京真空电子技术研究所 更多>> 发文基金: 国家重点基础研究发展计划 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 电子电信 理学 一般工业技术 更多>>
G波段500 W带状注扩展互作用速调管设计研究 被引量:3 2020年 针对太赫兹频段实现高功率面临物理机制上的难题,设计了一个G波段带状注速调管,展示了基于非相对论带状电子注和扩展互作用技术所能达到的功率水平以及影响性能的物理因素。文中设计基于电压24.5 kV、电流0.6 A,1 mm×0.15 mm的椭圆电子注,以及与之相匹配的互作用系统,即横向过尺寸哑铃型多间隙谐振腔,可以实现高功率和高增益。三维PIC仿真结果显示,在考虑实际腔体损耗的情况下,能够获得超过500 W的功率,电子效率和增益分别达到3.65%和38.2 dB。研究发现,输出功率和效率的提升很大程度上受到多间隙腔模式稳定性以及电路欧姆损耗的制约;输出腔的欧姆损耗对输出功率影响尤为显著,工程设计需要特别考虑。本文的研究为高频段带状注扩展互作用器件的研发打下了良好的基础。 张长青 冯进军 蔡军 潘攀关键词:太赫兹 带状电子注 真空电子器件 扩展互作用 石英钟罩对MPCVD金刚石膜沉积的影响 被引量:1 2014年 为了提高高品质金刚石膜的沉积速率,利用CST三维电磁场仿真软件,模拟了Diamo Tek700微波等离子体化学气相沉积设备中,在忽略等离子体存在的前提条件下,石英钟罩的厚度和形状对沉积金刚石膜的基片表面电场分布的影响。同时采用壁厚3 mm,3.5 mm和4 mm的平顶和壁厚4 mm的圆顶钟罩分别进行了金刚石膜的沉积实验。模拟结果显示,对于同一类型的石英钟罩,壁厚的变化(3-4 mm)对基片表面平均电场影响不大;而壁厚相同的圆顶钟罩情况下基片表面平均电场则比平顶的高出10%。壁厚4 mm的圆顶石英钟罩得到了相对较高且均匀的电场分布。结果表明,沉积速率与模拟的基片表面电场强度存在对应关系;采用壁厚4 mm圆顶钟罩与原厂设计的壁厚3 mm平顶钟罩相比,在相同的工艺条件下,沉积速率提高一倍,达到1.4μm/h。 李莉莉 丁明清 潘攀 胡健楠 冯进军关键词:微波等离子体化学气相沉积 金刚石 钟罩 沉积速率 毫米波及太赫兹行波管的功率提高方法评述 被引量:2 2023年 短毫米波及太赫兹行波管具有宽频宽、大功率、高效率等优点,在高分辨成像、高速通信、电子对抗等领域有着广泛的应用前景。分析和评述了国内外研究单位的研制水平,以及作者近年来研发的行波管,频率覆盖E波段、W波段、G波段和Y波段等多个频段。为进一步提升毫米波及太赫兹行波管输出功率,在新型折叠波导慢波结构、相速再同步技术、周期聚焦磁场(PCM)聚焦带状电子注、多注集成等方向开展了分析与实验研究,为器件的性能提升和应用推进提供技术支持。 冯进军 张小青 蔡军 潘攀 冯源 张长青 杨金生关键词:毫米波 太赫兹 行波管 折叠波导 基于神经网络的超材料窗片反向设计研究 2024年 与固态器件相比,真空电子器件在高频段可以提供更大的功率、更宽的带宽。输能窗作为其中的重要部件,用以隔绝真空电子器件内外环境,保持管内的高真空度,传输高能电磁波。目前,传统输能窗的性能已经制约宽带高频真空器件性能。基于此,本文提出了一种利用神经网络算法设计超材料窗片的方案,实现了低反射和驻波比的宽带输能窗。本文利用神经网络的非线性拟合效应对窗片结构与其频谱之间建立映射关系,从而避免了求解麦克斯韦方程组的繁复过程,提高了频谱性能仿真的速度,简化了设计过程。通过设计双向神经网络并进行训练,实现反向设计窗片的目标,输入目标频谱特性参数即可生成满足指标要求的结构参数。 谷炳毅 曹耀耀 王汀略 李俊延 曾旭 潘攀 柏宁丰关键词:真空电子器件 超材料 人工神经网络 工作脉宽对W波段行波管温度的影响研究 2023年 毫米波行波管具有大功率、宽频带、高效率等特点,在雷达、高速通信、电子对抗等现代电子装备中广泛应用。本文基于Ansys软件对W波段行波管进行热特性仿真,分析工作脉宽对行波管温度的影响。随着工作脉宽的增加,行波管温度升高,在占空比35%下,脉宽0.1、1和3 s的行波管温度分别达到了连续波行波管温度的56.8%,80.7%和87.2%。提高占空比至70%,脉宽0.1和1 s的行波管温度已达到连续波行波管温度的84%和96%,接近于连续波工作状态的行波管温度。通过分析不同脉宽的行波管温度差异,为长脉宽W波段行波管热可靠性设计奠定技术基础。 高畅 张小青 杜英华 潘攀 蔡军 冯进军关键词:脉宽 脉冲行波管 连续波行波管 热分析 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 太赫兹低损耗金刚石-无氧铜输能窗研究 2024年 首次开展太赫兹金刚石-无氧铜盒型输能窗研究,利用低损耗的无氧铜材料代替传统可伐合金材料,显著降低输能窗传输损耗、提高器件输出功率。为降低无氧铜与金刚石热膨胀系数严重不匹配造成的封接应力,提出一种多槽应力释放结构,将金刚石表面封接应力由210 MPa减小至50 MPa,小于金刚石与无氧铜组合抗拉件的平均封接强度116.2 MPa。根据设计结果,开展金刚石-无氧铜输能窗封接试验,氦漏率≤1×10^(-11)(Pa·m^(3))/s,实现了气密封接。测试金刚石-无氧铜输能窗传输损耗为0.7 dB,比采用金刚石-可伐输能窗的传输损耗减小2 dB,即输出功率可以提高60%,为研制大功率太赫兹源奠定了重要关键技术基础。 张琳 蔡军 潘攀 冯进军关键词:太赫兹 金刚石 无氧铜 0.22THZ行波管用阴极结构的模拟仿真 结构紧凑的太赫兹真空电子辐射源的开发与研制具有重大的科学和实用价值,是当代微波真空电子器件的主要研究方向之一。本文0.22THZ行波管对电子枪阴极结构的需求,以抑制边缘发射,改善电子在电子枪内的层流性为目的,我们使用了O... 王卉 邵文生 潘攀关键词:太赫兹 热阴极 电子枪 文献传递 0.8THz再生反馈振荡器的仿真模拟研究 被引量:1 2019年 随着太赫兹技术的发展,高频率、大功率的太赫兹辐射源一直是国内外研究的热点。再生反馈振荡器作为一种新型太赫兹源器件,具有可行性高、功率大的优点。基于0.8 THz太赫兹波成像系统的需求,采用折叠波导慢波结构,对再生反馈振荡器进行设计与研究。首先对0.8 THz折叠波导慢波结构进行设计并使用CST微波工作室中的本征模求解器进行参数优化,再通过CST粒子工作室中的PIC仿真模块对整管进行热特性仿真,验证了方案的可行性,仿真结果显示,最终可产生60 mW的稳定输出信号。 李天一 孟维思 潘攀 蔡军 邬显平 冯进军 闫铁昌关键词:太赫兹 折叠波导 220GHz折叠波导行波管慢波结构的损耗研究 被引量:3 2015年 在太赫兹频段,折叠波导慢波结构的损耗很大,因此需要在设计220 GHz折叠波导行波管慢波结构时进行深入研究。首先通过软件仿真的方法预测了慢波结构的S参数,然后利用紫外光刻、电镀和微铸模成型(UV-LIGA)工艺制作了慢波结构样品并进行测量。测量结果表明,该样品在220 GHz时衰减系数约为240 d B/m,与仿真结果符合较好。显微照片显示,该样品产生了形变,造成高频段2种结果存在差异。 潘攀 李含雁 冯进军关键词:折叠波导 损耗 太赫兹