基于铁性材料的微波器件及其仿真模拟

随着无线通讯技术的进步和发展,集成化、芯片化、阵列化的微波器件成为前沿发展方向.了解材料的基本物理性质并进行相关器件的设计仿真有助于促进对原子尺度到宏观器件性质的理解和预测,是推动微波技术发展的关键,也是信息科技发展中的重点.本文从微波器件的基本材料出发,重点介绍了铁磁、铁电以及多铁复合材料3类铁性材料的基本物理性质及其在微波器件中的应用,进而介绍了微波器件中的仿真模拟软件.     

低功率驱动的高功率微波放大器实验研究

在器件设计上,针对低功率驱动的高功率微波放大器或高增益放大器中的高次模激励和自激振荡问题,采取了降低电子束同器件前端结构耦合等措施,来保证器件在工作区间完全处于放大状态,通过PIC模拟,设计了低功率驱动的S波段高功率微波放大器(电子束:流强7.5 kA,电子能量750 kV),注入微波6.8 kW时,模拟微波输出功率1.7 GW,增益53.9 dB.在Sinus加速器平台上开展了相应的实验研究: 注入微波62 kW时,微波输出功率达到2.04 GW(电子束:流强8 kA,电子能量800 kV), 输出频率 关键词： 高功率微波 微波器件 高增益 模式控制     

微波器件HPM效应

高功率微波（HPM）效应实验系统由微波辐射源、效应物和监测系统等组成。微波源产生并辐射电磁波，实验中的微波辐射源分为窄带微波源和超宽谱（UWB）源两种。实验效应物包括低噪高放、TR管、限幅器、混频器和微波组件——被动雷达探测系统RF装置等。详细介绍了这些微波器件和微波组件的基本组成、特性、工作原理和性能，同时介绍了不同效应物的实验系统、实验方法、效应现象和损伤判据。监测系统对目标状态、辐射源状态进行监视，在注入实验中对效应物的注入功率进行测量，在辐照实验中对目标附近的辐射场进行测试标定，为实验结果的分析提供数据。为避免损伤累积效应，损伤实验注入脉冲次数不超过4次。     

磁绝缘线振荡器的自动优化设计

为克服全电磁粒子模拟(PIC)程序不利于优化设计的弱点,提高高功率微波器件的优化设计水平,将遗传算法与全电磁粒子模拟算法有机融合,研制出二维全电磁粒子模拟并行优化程序。据此对高功率微波源器件——两个波段的磁绝缘线振荡器(MILO):C-MILO和L-MILO进行优化设计。在输入功率不变的条件下,原C-MILO效率为10.8%,经优化后效率为15.4%;原L-MILO效率为12.6%,经优化后效率为17.7%。由此得出,两类MILO模型经优化后在输入功率基本不变的情况下输出功率和效率都有很大程度的提高,且模型几何参数合理,物理图像正确。     

集成电路器件微波损伤效应实验研究

 主要介绍了微波脉冲参数变化对集成电路器件微波易损性的影响。实验表明：集成电路器件损伤功率阈值随着微波频率的增加而增大，随着脉冲重复频率的增加而减小。随脉冲宽度的变化较为复杂，总体是随着脉冲宽度的增加损伤功率阈值逐渐降低，但存在一拐点区域（约100ns），在此区域后，脉冲宽度增加但器件损伤功率阈值变化不甚明显。器件损伤功率阈值基本呈正态分布，且方差较小，因此，器件的损伤概率近似于0~1分布。     

硅基单片式复合晶体管的结构参数对高功率微波损伤效应的影响

建立了三种不同结构的硅基单片式复合晶体管(由T1和T2两个晶体管构成)的二维电热模型,研究了高功率微波对不同结构的硅基单片式复合晶体管的损伤效应的影响。获得了不同器件结构下导致复合晶体管损伤的损伤功率阈值和损伤能量阈值分别与脉宽的关系。结果表明,当复合晶体管的总体尺寸不变而T2和T1晶体管的面积比值更大时需要更多的功率和能量来损伤器件。通过分析器件内部电场、电流密度和温度分布的变化,得到了复合晶体管的结构对其微波损伤效应的影响规律。对比发现,三种结构的复合晶体管的损伤点均位于T2管的发射极附近,随着T2和T1晶体管面积比的增大,电场、电流密度和温度在器件内部的分布将变得更加分散。此外,在发射极处增加外接电阻R_e,研究表明损伤时间随发射极电阻的增大而增加。因此可以得出结论,适当改变器件结构或增加外接元件可以增强器件的抗微波损伤能力。晶体管的仿真毁伤点与实验结果一致。     

X波段新型低阻抗高功率微波源的模拟研究

提出了一种新型低阻抗高功率微波源,能在单个器件内产生两束锁相的相干高功率微波,对两束相干微波进行功率合成有望在单个高功率微波器件中实现更高的功率输出.粒子模拟结果显示,在电压687 k V、磁场0.8 T时,该微波源整体阻抗36?,两束微波的频率都为9.72 GHz,输出功率分别为1.20 GW和2.58 GW,功率效率分别为28%和30%;两束输出微波之间频率抖动小于±3 MHz,相位差抖动小于±3?.     

高温超导薄膜无源微波器件的应用

高温超导薄膜在微波器件中的应用,与常规导体相比可以减小器件的体积,重量,功率消耗和插入损耗,并且可以在液氮沸点附近工作,接近于卫星的环境温度100K,微波器件是在几个平方厘米的高温超导薄膜上制备的。这些薄膜必须要有最高的超导性能,如临界温度,临界电流密度以及微波表面电阻,因此高温度超导薄膜的应用受到制备大面积,高质量薄膜的限制,美国高温超导空间实验在1999年5月已经获得成功,使高温超导薄膜在微波器件中的应用成为现实。     

相对论速调管放大器中微波的相位抖动研究

相位抖动对于相对论速调管放大器来讲是一个重要参数,同微波器件的物理过程密切联系,论文从影响器件相位抖动的物理过程出发,结合模拟程序,研究不同条件下放大器的微波相位抖动,给出影响器件微波相位抖动的物理因素.当微波器件实现稳定放大工作时,输出微波相对于注入微波的相位抖动主要由电子束束压波形的抖动和纹波引起,在一定范围内相位抖动与这种波动成线性关系. 关键词： 相对论速调管放大器 相位抖动 微波器件     

第一讲 高温超导薄膜及微波器件应用

介绍了高温超导薄膜制备方法研究的进展和现状，对薄膜生长的一些技术，如外延生长高质量的薄膜对基片的要求，常用的基片，为了减小像硅和蓝宝石一类的重要基片与高温超导薄膜间的扩散以及改善晶格匹配采用的缓冲层技术等也作了简要的介绍，还介绍了薄膜的微波性质和用高温超导薄膜制血的微波无源器件。     

华北光电技术研究所固体激光技术发展历程

概述了中国电子科技集团公司第十一研究所(又称华北光电技术研究所,简称中国电科十一所)自1964年以来在固体激光技术领域的研究工作,前三十年,助力我国“两弹一星”事业,奠定激光增益晶体自主可控基石,此后的发展,激光材料研究逐步聚焦,投身产业发展,激光器件细分领域广泛涉足,激光应用重点突破。择要介绍了中国电科十一所完成的重点工程情况,重要的技术突破,开拓过的专业方向,现在的行业地位,探讨了中国电科十一所未来激光技术发展的可能方向。     

基于光纤合束器件的高功率全光纤相干合成技术研究进展与展望

介绍了目前研究中相干合成多采用空间结构的研究现状,分析了空间结构的相干合成方案需要复杂的光路调节且长时间工作稳定性欠缺,肯定了基于光纤合束器件的全光纤激光相干合成在相干合成光源中的稳定性与实用性,梳理了近年来基于光纤合束器件的全光纤激光相干合成方案,分别介绍了基于光纤耦合器、光子灯笼、相干信号合束器以及基于自成像效应实现全光纤合束的技术方案及研究现状,分析了不同光纤器件目前的主要限制因素和发展瓶颈,并展望了未来的发展方向。     

高功率重复频率Marx型脉冲功率源小型化技术研究进展

传统的高功率重复频率脉冲功率源通常以低电压储能、升压、高压脉冲形成线、输出的顺序工作。因而系统至少包括低压储能和高压脉冲形成线两个储能环节,同时高压脉冲形成线的体积随着电压的升高快速增长。针对这些问题,课题组提出了一种高功率重复频率Marx型脉冲功率源小型化研究的设计思路和实现方式,并开展了相关技术研究。主要介绍了课题组在关键技术上取得的重要进展,包括高储能密度的储能/脉冲成形一体化技术、低抖动重复频率气体开关技术、低抖动高能触发技术、紧凑型Marx高压串叠技术等一系列关键技术。同时介绍了课题组研制的几种典型紧凑结构重复频率Marx型脉冲功率装置:同轴结构快Marx发生器、基于薄膜介质线的脉冲功率源、模块化低阻抗紧凑型Marx发生器、20 GW高功率重复频率脉冲驱动源。通过探讨关键技术研究及其发展现状,为未来脉冲功率源小型化研究的发展和应用方向提供参考。     

SG－1FEL放大器实验中的频率和功率测量

介绍了曙光一号自由电子激光（ＳＧ－１ＦＥＬ）放大器实验中对输出微波功率高达１４０ＭＷ的信号的频率和功率的测量。分析了ｘ射线和微波器件（定向耦合器、衰减器）的窄脉冲响应对测试结果的影响。     

移动通讯用声表面波器件发展近况

本文首先回顾了民用声表面波器件的最新发展概况．随着移动通讯的发展，声表面波器件的最大应用市场将是通讯，而低插损声表面波滤波器成为新的研究高潮．本文因此随后简要介绍了几种主要的低插损结构的研究情况及其在移动通讯中的应用．最后，展望了声表面波器件的发展趋势．     

空间太阳能电站发展及研究

随着国际能源危机的日益紧迫,空间太阳能电站（SPS）概念受到了世界各国的广泛关注,发展SPS,优化能源结构也成为我国解决能源需要的可靠途径。本文对SPS的起源、概念和发展历程进行了阐述,针对当前SPS典型系统模型,分析和总结了SPS的关键技术。结合我国当前的技术水平和未来科技发展的进步,对我国发展SPS提出了设想,采用先进的轻型薄膜聚光设计概念初步提出了一种新型SPS构型,并介绍了该构型的组成、功能及光路设计。该结构大大减小了系统质量,降低了运载的发射成本和发射难度,可为未来我国SPS的发展提供有益补充和借鉴。     

Recent development and application of Li4Ti5O12 as anode material of lithium ion battery

Lithium-ion batteries with both high power and high energy density are one of the promising power sources for electric devices, especially for electric vehicles (EV) and other portable electric devices. One of the challenges is to improve the safety and electrochemical performance of lithium ion batteries anode materials. Li₄Ti₅O₁₂ has been accepted as a novel anode material of power lithium ion battery instead of carbon because it can release lithium ions repeatedly for recharging and quickly for high current. However, Li₄Ti₅O₁₂ has an insulating character due to the electronic structure characterized by empty Ti 3d-states, and this might result in the insufficient applications of LTO at high current discharge rate before any materials modifications. This review focuses first on the present status of Li₄Ti₅O₁₂ including the synthesized method, doping, surface modification, application and theoretical calculation, then on its near future development.     

Plasma physics issues in gas discharge laser development

An account is given of the interplay between partially ionized plasma physics and the development of gas discharge lasers. Gas discharge excitation has provided a wide array of laser devices extending from the soft X-ray region to the far infrared. The scaling of gas discharge lasers in power and energy also covers many orders of magnitude. The particular features of three regimes are discussed: short wavelength lasers (deep UV to soft X-ray), visible and near UV lasers, and infrared molecule gas lasers. The current status (fall, 1990) of these areas is reviewed and an assessment is made of future research topics that are perceived to be important     

卫星激光通信发展现状与趋势分析(特邀)

卫星激光通信凭借其宽带宽以及无电磁频谱约束等特点,成为解决卫星微波通信带宽瓶颈和缓减卫星频谱资源紧张,实现卫星高速通信的有效手段。本文介绍了卫星激光通信的系统组成及特点,分析了国内外卫星激光通信技术领域的发展脉络、最新研究进展和未来发展规划。结合未来空间网络与深空探测需求,从高速化、深空化、集成化、网络化、全光化五个方面总结了未来发展趋势,并对未来涉及的关键技术进行了讨论,为我国卫星激光通信技术研究提供借鉴和参考。     

集成电路微互连结构中的热迁移

高工作电流在集成电路微互连结构中产生大量焦耳热,引起局部区域的温升、形成高温度梯度,金属原子沿着温度梯度反向运动发生热迁移.热迁移是集成电路微互连失效的主要原因之一.阐述了热迁移原理、失效模式及原子迁移方程.综述和分析了在单纯温度场、电场和温度场耦合等不同载荷条件下金属引线和合金焊料的热迁移研究.归纳并提出了集成电路微互连结构热迁移研究亟待解决的问题. 关键词： 集成电路 微互连 热迁移