两路15 kW连续波微波磁控管相干功率合成技术

为了提高大功率微波磁控管相干功率合成的效率,并且使合成功率能够长时间稳定输出,需要克服注入锁频磁控管工作时存在的相位漂移问题。基于LabVIEW实现了对两路S波段15k W注入锁频磁控管相干功率合成系统相位的闭环控制。通过对注入锁频磁控管进行移相精度为1.8°的相位控制,使相干功率合成的效率最高达到93.6%,并且保障了相干功率合成系统的稳定。基于LabVIEW的相位闭环控制是微波磁控管相干功率合成系统获取大功率和高效率的关键技术,能够促进注入锁频磁控管在微波能工业中的应用。     

20 kW磁控管频率推移特性的功率合成实验研究

为突破能源互联网应用中微波功率对工业应用规模和无线通信距离的限制,开展了基于S波段20 kW磁控管推移特性的两路连续波磁控管功率合成系统实验研究.从理论上分析了20 kW磁控管频率推移特性的功率合成系统的可行性和高效合成条件,从实验中完整表征20 kW磁控管的推移特性,并通过该特性成功实现了双管功率合成.测试结果表明,...     

基于阳极恒流技术提高S波段磁控管输出特性的研究

针对微波加热、微波化学、微波功率合成等领域对S波段磁控管性能提升的需求,开展了基于阳极恒流供电提高磁控管输出特性的研究,实现对磁控管输出信号质量的改善.基于磁控管频率推移效应与注入锁定理论,实现了对磁控管注入锁频性能的提升.通过对磁控管阳极电流纹波的抑制,磁控管自由振荡频率范围减少了30％,功率波动由5.5％降低至2....     

基于基片集成波导功分/合成器的宽带功率放大器研制

基于基片集成波导功分/合成器设计并研制了4路X波段宽带功率合成放大器.功分/合成器由一对4路树状功分器采用背对背方式组成,功分器输入输出端口均包含基片集成波导-微带转接结构,以便于功分/合成器与其他平面器件相连接.在9.3~12.3GHz范围内实测功分/合成器的回波损耗低于-13dB,传输损耗优于-3.3dB.设计并制作了一个X波段4路宽带功率放大器,合成功放在10.4GHz上的1dB压缩点输出功率约为7.1W(连续波工作方式),在8.9~12.3GHz范围内,合成效率大于60%,在9.5GHz上其最大合成效率约为73.6%.测试结果表明,该技术可方便地用于微波与毫米波固态功率放大器设计.     

2.45 GHz工业微波电源控制系统设计

2.45 GHz微波磁控管在工业与家用中被广泛使用.用半桥LLC谐振变换器作为主电路,以STM8嵌入式系统为核心设计了电源的数字化控制系统,并通过改变主电路开关管的开关频率与占空比实现有源功率因数校正(APFC)以及输出功率调节.电源的输出为恒功率控制,同时加入了对过温、过压、过流的诊断与调节控制算法.实验结果表明,该电源可安全可靠的工作在软开关状态;并以额定功率为1.2 k W的不同型号磁控管验证了电源的负载自适应能力;输出功率可在500 W~1 200 W之间变化,步进值为20 W;在额定工作状态下输入功率因数可达到0.98,电源的效率高于95%,该电源成本较低,且可实现多单元总线控制.     

碰撞雪崩渡越时间二极管(IMPATT)的设计

本文从IMPATT二极管的工作机理,导出了IMPATT器件设计的判据W=Vd/2f。并以提高器件的微波输出功率和效率为着限点。计算了X波段连续波硅IMPATT器件的最佳材料参数、电学参数、结构参数和热学参数。本文的设计思路和方法也基本上适用于其它材料(Ge、GaAs)和其它波段(如C波段、Ku波段)以及其它结构(如肖特基势垒结构)的IMPATT模式的雪崩二极管。     

二极管泵浦Nd:GdVO_4/PPLN连续波绿光激光器的研究

报道了一种二极管泵浦Nd:GdVO4晶体连续波激光器。采用简单、结构紧凑的平-平腔设计,在8W的注入功率下,获得3.1W的1.064μm近红外连续波激光输出,斜效率为45%。腔外放入PPLN晶体,当基波1.06μm连续波功率为3W时,得到了26mW连续波532nm单模绿光输出。     

微波等离子推进器的调试与地面实验

介绍了微波等离子推力器系统的组成结构、微波等离子推力器工作原理,并结合实验现象及参数,论述了地面实验系统的启动与稳定工作过程,为微波推进系统提供一定的参考.利用光学放大原理实现的微推力的测量,给出了推力与激光点位置的函数曲线.实验得到:推力在不同的压强及微波源功率下均随着推进剂的质量流量增加而增加,而比功率正好相反,比...     

基于微带环缝谐振器的小功率微波等离子体源

介绍了一种基于微带环缝谐振器的2.45 GHz小功率微波等离子体源,根据微带环缝谐振器的奇模等效电路,通过S参数与微波等离子体阻抗之间的关系,研究小功率微波等离子体源的阻抗匹配及其在不同气体条件下的放电规律.研究表明,在低气压(空气)和常压(氩气)条件下,输入功率不超过1 W,都能使气体放电并激励起稳定的微波等离子体;当微波等离子体激励以后,小功率微波等离子体源的谐振频率和S参数发生变化.这些为小功率电容耦合微波等离子体源的小型化研究提供了理论基础.     

二极管泵浦Nd:GdVO4/PPLN连续波绿光激光器的研究

报道了一种二极管泵浦Nd：GdVO4晶体连续波激光器。采用简单、结构紧凑的平-平腔设计,在8W的注入功率下,获得3.1w的1.064μm近红外连续波激光输出,斜效率为45％。腔外放入PPLN晶体,当基波1.06μm连续波功率为3W时,得到了26mW连续波532nm单模绿光输出。     

大功率微波源数字调功的研究

本文对用于大功率微波源的磁控管连续调功问题进行了详细的理论分析和研究，实现了在仪器设备中微波大功率连续调功的计算机控制。     

微波及超声波辅助合成溴化1-丁基-3-甲基咪唑

用溴代正丁烷与N-甲基咪唑,在微波辐射和超声波协同作用下合成离子液体溴化1-丁基-3-甲基咪唑,通过正交试验设计方法考察实验条件最高温度,合成反应时间,微波功率和超声波功率对合成产率的影响,优选得到最佳的合成所需要的实验条件:超声波功率100 W、微波功率400W、反应时间60min和最高温度60℃.溴化1-丁基-3-甲基咪唑的结构通过红外光谱进行表征.在超声波和微波的协调作用下,此反应具有合成反应所需时间短,合成产物产率高,实验操作过程简便等优点.     

计算机优化设计的X波段多管功率合成器

一种采用2ETX3型砷化镓体效应管的x波段功率合成器已研制成功。两管功率合成器连续波输出功率大于200mW,效率大于85％,四管功率合成器连续波输出功率大于400mW,效率大于75％。研制合成器时采用了计算机模拟分析和多维优化技术,所得结果与实验结论基本一致,而且频谱也较纯。     

计算机优化设计的X波段多管功率合成器

一种采用2ETX3型砷化镓体效应管的x波段功率合成器已研制成功.两管功率合成器连续波输出功率大于200mW,效率大于85%,四管功率合成器连续波输出功率大于400mW,效率大于75%.研制合成器时采用了计算机模拟分析和多维优化技术,所得结果与实验结论基本一致,而且频谱也较纯.     

X波段宽带固态功率放大模块研究

近年来,随着微波技术的发展,固态功放得到了越来越广泛的应用,而这方面的技术也发展迅猛,本文介绍了一种X波段宽带固态功率合成放大模块的工程实现。固态功放采用功放芯片合成的方法,并采用模块化设计,为以后更大功率的合成提供最基本的功放单元模块;文章所研究合成功率放大器的基本单元模块由两个功率芯片通过Lange桥功分/合成器,实现X波段宽带固态功放的实现。在设计版图前通过ADS及HFSS仿真软件进行仿真,并对各独立器件进行测试。最终测试数据和模拟数据基本吻合。     

1W大功率蓝光LED和白光LED光电特性研究

测量了基于金属线路板的1 W大功率蓝光LED和相同结构、同类芯片制作的大功率白光LED的输入功率、光通量和发光效率等参数,并对蓝光LED和白光LED的光通量、发光效率随输入功率的变化情况进行了比较。实验结果表明当输入功率小于一定值时,蓝光LED相对发光效率低于白光LED的相对发光效率,而当输入功率大于此值时,蓝光LED的相对发光效率高于白光LED的相对发光效率,白光LED发光效率下降较快的主要原因是荧光粉转换效率的下降。     

应用在Ku波段的低功耗宽锁定范围CMOS注入锁定分频器

提出了一种应用在Ku波段的注入锁定分频器.该注入锁定分频器采用基于电流复用技术的振荡器结构,其功耗为传统结构的一半;采用直接注入锁定结构,减小了寄生电容,在不牺牲功耗的前提下,提高了注入效率,解决了在传统的尾电流注入锁定分频器中存在的锁定范围和功耗的折中问题;采用正向衬底偏置技术进一步增大了分频器的锁定范围;采用2位固定电容阵列和可变电容扩展工作频率范围,克服了工艺偏差.该注入锁定分频器采用TSMC 0.13μm CMOS工艺进行设计,电源电压1.2V,功耗仅1.44mW.仿真结果表明,在输入信号功率为0dBm时,锁定范围为4.95GHz,工作范围从13.50～18.45GHz.     

微波器件与微波能应用

正微波能是一种以微波作为能量载体的新型能源,随着研究的不断深入,微波能在工业、农业、林业、医疗、国防以及社会生活等方面得到越来越多的应用。微波加热具有穿透能力强、加热均匀、速度快、控制及时、选择性加热、高效、清洁、无污染等优点。在人造石材领域,广西贺州率先应用微波固化技术实现人造石荒料的快速固化处理。磁控管作为一种高效大功率微波真空电子器件,是微波能应用系统普遍使用的核心器件。大功率磁控管的高稳定性和长寿命是微波能工业化应用亟待解决的关键问题之一。基于此,本期邀请微波真空电     

微波照射对岩石抗冲击性能的影响

对花岗岩和黄砂岩做落锤冲击试验,研究微波照射后岩石抗冲击性能的下降规律,分析在一定时间、不同功率作用下,岩石抗冲击性能的降低机理。研究结果表明:微波照射时间一定时,岩石抗冲击性能随微波照射功率的增大而逐渐降低,降低速度先变快后变慢;花岗岩和黄砂岩分别在微波照射功率为8 k W和4 k W时抗冲击性能下降最快。微波照射引起不同岩石抗冲击性能降低的原因,在于不同矿物组成的膨胀变形不同,致使微裂纹扩展至岩石破碎,抗冲击性能丧失。     

中等输出激光功率且位相锁定的大频差双色激光系统

介绍了两种用于实现中等输出激光功率且位相锁定的大频差激光系统的实验方案及典型结果.其中,基于分布反馈式(DFB)半导体激光器具有的较高的边模抑制比所导致的单模运转特性,文章采用光学注入锁定方法在实验中实现了两束波长为852nm、位相锁定且频差为9.2GHz(对应于铯原子基态超精细分裂)的中等输出激光功率(～150mW)双色激光.拍频测量结果表明二者的相对线宽约1Hz(受限于所用频谱分析仪的分辨带宽).此外,在充有20Torr缓冲气体氖并将剩磁屏蔽至约20nT的铯原子气室中,采用该激光系统,在实验中观察到了线宽约12.3kHz的相干布居俘获(CPT)信号.