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基于粒子喷射法直接嵌入金属的光纤特性表征

DOI：10.1109/JSEN.2020.2977251 期刊：IEEE Sensors Journal 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 双波纹波导（DCW）通过在电子束两侧各设置一排金属柱，被证明是一种极具前景的毫米波Ka波段行波管（TWT）慢波结构。研究设计并实现了包括锥形柱新型弯式耦合器在内的多种构型，通过S参数测量验证了其性能。针对32-37GHz频段的DCW行波管设计与仿真显示出优异性能。该结构易于加工装配，为新一代毫米波行波管提供了理想基础。
作者： Claudio Paoloni，Mauro Mineo，Manju Henry，Peter G. Huggard
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为了证明双波纹波导（DCW）作为毫米波、Ka波段行波管（TWT）中一种有前景的慢波结构，并通过设计、仿真和S参数测量来验证其性能。

研究成果

直流波导已被证明是一种有效的慢波结构，克服了毫米波频段螺旋慢波结构制造困难、成本高昂的问题。本文提出通过弯曲直流波导实现高性能紧凑型行波管的新方案。对直流波导行波管的S参数测量显示其具有低损耗、宽31-37GHz带宽特性，且与仿真结果高度吻合。预测表明：在12kV束压、200mA束流及0.3T轴向磁场条件下，该结构可实现高达25dB的增益和25W的输出功率。

研究不足

该研究承认毫米波行波管的高成本和制造难题，目前这些因素限制了其仅能应用于太空和国防领域的特定场景。分布式耦合波导方法通过引入更易于制造和组装的慢波结构来解决这些挑战。

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