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W波段扩展互作用速调管高频结构的理论研究与数值模拟

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W波段扩展互作用速调管高频结构的理论研究与数值模拟

作者：曾造金电子科技大学

学位级别：硕士

毫米波的波长介于微波和光波之间,在雷达、通讯、科学研究等领域均有广泛的应用前景。速调管具有增益高、效率高、功率高等优点,是毫米波段重要的微波源之一。但是由于速调管的尺寸与频率的共度效应,在毫米波段工作时存在高频损耗大、... 详细信息

毫米波的波长介于微波和光波之间,在雷达、通讯、科学研究等领域均有广泛的应用前景。速调管具有增益高、效率高、功率高等优点,是毫米波段重要的微波源之一。但是由于速调管的尺寸与频率的共度效应,在毫米波段工作时存在高频损耗大、功率容量低等问题。扩展互作用速调管由于采用了多间隙耦合腔作为谐振腔,能够解决传统的单间隙速调管在毫米波段工作时遇到的这些问题。论文针对W波段扩展互作用速调管进行了理论分析和数值模拟。分析了采用多间隙耦合腔提高速调管注波互作用效率的原因。根据等效电路模型,推导出在理想状态下,只要能保持电子注与慢波相速的同步,就可以通过增加扩展互作用谐振腔的间隙数来提高注波互作用效率、展宽频带和提高输出功率容量的结论。在高频结构的设计中,主要有以下几个关键点:谐振腔结构的选择,工作模式的选择,波导和输入腔之间的匹配,速调管的工作稳定性。理论分析表明扩展互作用谐振腔中各个间隙之间场分布越均匀,注波互作用效果越好。π模和2π模的场分布比其他模式的场分布均匀得多,所以通常以这两个模式作为工作模式。为了实现最佳的互作用效果,选择π模作为工作模式。为了提高扩展互作用谐振腔中π模的均匀性,谐振腔采用双周期结构。由于电子负载电导对速调管输入腔的匹配以及工作稳定性都有较大影响,所以分别基于动力学理论和空间电荷波理论,在小信号条件下对电子负载电导表达式进行了推导。将理论分析结果与软件模拟结果进行对比,由动力学理论得到的电子负载电导仅适用于电流较小的情形,而由空间电荷波理论得到的结果与软件模拟结果比较符合。对扩展互作用谐振腔和传统单间隙谐振腔的电子负载电导的特性进行了研究。研究表明,采用扩展互作用谐振腔能够在更大的范围内对电子负载电导进行调节,从而可以实现对谐振腔有载Q值的大范围调节。基于理论分析对W波段扩展互作用速调管进行了模拟优化设计,最终在束压17 kV,束流0.34 A的条件下,MAGIC粒子模拟得到591 W的输出功率,频率94.8GHz,效率10.2%,增益达到43 dB,–3 dB带宽约为150 MHz。相同的结构在CST软件中的粒子模拟结果为:输出功率为600 W,频率94.82 GHz,电子效率为10.4%,增益为43 dB。CST软件模拟结果与MAGIC软件模拟结果比较吻合。

关键词： W波段扩展互作用速调管双周期结构高频特性电子负载

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细胞灌注-核磁共振联用方法的研究

波谱学杂志 2010年第1期27卷 89-94页

作者：曾造金林红周建威贵州师范大学化学与材料科学学院贵州贵阳550001 贵州省毕节学院化学系贵州毕节551700 贵州大学精细化工研究开发中心贵州贵阳550025

该文报道了研制的一套细胞灌注装置,并运用该细胞灌注装置与核磁共振连用的方法在线监测药物作用下肿瘤细胞的能量代谢过程.结果表明核磁共振细胞灌注方法可有效观察到细胞能量代谢的变化,可作为追踪筛选药物的活性成分及探索药物治疗... 详细信息

该文报道了研制的一套细胞灌注装置,并运用该细胞灌注装置与核磁共振连用的方法在线监测药物作用下肿瘤细胞的能量代谢过程.结果表明核磁共振细胞灌注方法可有效观察到细胞能量代谢的变化,可作为追踪筛选药物的活性成分及探索药物治疗肿瘤细胞的作用机理的一种有力手段.

关键词：核磁共振(NMR) 灌注培养 31P NMR

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W波段扩展互作用速调管电子光学系统

强激光与粒子束 2014年第11期26卷 105-109页

作者：邓德荣李文君单李军曾造金周霖中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 电子科技大学物理电子学院成都610054

W波段扩展互作用速调管电子光学系统由皮尔斯电子枪与均匀永磁聚焦系统组成,用于电子注的产生与传输。利用Vaughan迭代综合法及数值模拟优化设计了皮尔斯电子枪,并按照电子注传输特性要求研制了均匀永磁聚焦结构。根据电子光学系统的三... 详细信息

W波段扩展互作用速调管电子光学系统由皮尔斯电子枪与均匀永磁聚焦系统组成,用于电子注的产生与传输。利用Vaughan迭代综合法及数值模拟优化设计了皮尔斯电子枪,并按照电子注传输特性要求研制了均匀永磁聚焦结构。根据电子光学系统的三维模拟,导流系数0.21μP,注电流大于0.5A,注平均半径小于0.3mm,射程大于11mm。永磁聚焦磁场约0.33T,传输距离大于50mm,电子注通过率达到100%。电子枪与聚焦系统已加工完毕并通过测试,技术指标满足要求。

关键词：扩展互作用速调管电子光学系统电子枪聚焦磁场传输特性

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W波段分布作用速调管的设计和实验研究

物理学报 2019年第8期68卷 89-100页

作者：曾造金胡林林马乔生蒋艺陈洪斌中国工程物理研究院应用电子学研究所绵阳621900

基于运动学理论、感应电流定理和电荷守恒定律,分析了分布作用谐振腔的渡越时间效应,推导了各个谐振腔工作于π模的电子注与微波之间的能量转换系数、电子负载电导和电子负载电纳,计算结果显示采用分布作用谐振腔有利于提高速调管的工... 详细信息

基于运动学理论、感应电流定理和电荷守恒定律,分析了分布作用谐振腔的渡越时间效应,推导了各个谐振腔工作于π模的电子注与微波之间的能量转换系数、电子负载电导和电子负载电纳,计算结果显示采用分布作用谐振腔有利于提高速调管的工作效率.利用三维电磁仿真软件,设计了一款工作于W波段的分布作用速调管.完成了速调管的加工和封接,搭建了测试平台,开展了相关实验研究.实验结果显示,当电子注电压20.8 kV,电流0.3 A,输入功率30 mW时,在中心频率95.37 GHz处,得到了175 W峰值脉冲输出功率,电子效率2.8%,增益34.6 dB, 3 dB带宽大于90 MHz.

关键词： W波段分布作用速调管渡越时间效应电子负载

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应用型本科院校化学专业模块化课程体系构建

化学教育 2017年第10期38卷 -页

作者：曾造曾兵芳李金海舒群威贵州工程应用技术学院化学工程学院贵州工程应用技术学院化学化工实验教学中心

通过对应用型本科院校化学专业现状和行业需求的分析,提出了课程结构与内容相融合的“双模块”和“平台十模块”的课程体系,并就体系中化学专业课程设置、课程内容、教学方法和教学评价等方面进行了积极的探索与实践.

关键词：应用型化学专业模块化课程课程体系

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G波段扩展互作用速调管的理论分析与设计

物理学报 2019年第15期68卷 213-230页

作者：曾造金马乔生胡林林蒋艺胡鹏陈洪斌中国工程物理研究院应用电子学研究所

扩展互作用速调管是一种在毫米波、亚毫米波频段具有广泛应用前景的电真空器件.本文基于运动学理论、感应电流定理和电荷守恒定律,推导一间隙到五间隙谐振腔的电子负载电导和电子负载电纳的表达式,分析了谐振腔间隙宽度、间隙数和间隙... 详细信息

扩展互作用速调管是一种在毫米波、亚毫米波频段具有广泛应用前景的电真空器件.本文基于运动学理论、感应电流定理和电荷守恒定律,推导一间隙到五间隙谐振腔的电子负载电导和电子负载电纳的表达式,分析了谐振腔间隙宽度、间隙数和间隙周期等参数对电子注与微波之间能量交换的影响和谐振腔谐振频率的影响.根据理论分析结果,采用三维电磁仿真软件设计了一款工作于G波段的扩展互作用速调管,仿真结果显示,当电子注电压为24 kV、电流为0.15 A、输入功率为200 mW、轴向引导磁感应强度为0.8 T时,在中心频率217.94 GHz处,输出功率为225.5 W,电子效率为6.26%,增益为30.5 dB,3 dB带宽约为470 MHz.

关键词： G波段扩展互作用速调管注波互作用电子负载

去甲去氢斑蝥素酰亚胺缩水杨醛的合成及其性质研究

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化学通报 2018年第1期81卷 83-87页

作者：曾造舒群威李金海贵州工程应用技术学院天然产物中心毕节551700 贵州省应用化学特色重点实验室毕节551700

以呋喃、水合肼和马来酸酐为原料,合成了去甲去氢斑蝥素酰亚胺缩水杨醛,其结构经NMR、MS和元素分析证实,并测定了产物的抑菌活性及与牛血清蛋白(BSA)的相互作用。结果表明,标题化合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都有较好的抑菌活性,其对... 详细信息

以呋喃、水合肼和马来酸酐为原料,合成了去甲去氢斑蝥素酰亚胺缩水杨醛,其结构经NMR、MS和元素分析证实,并测定了产物的抑菌活性及与牛血清蛋白(BSA)的相互作用。结果表明,标题化合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都有较好的抑菌活性,其对BSA为静态荧光猝灭,在293、303和310 K时猝灭常数分别是3.39×10~4、3.29×10~4和3.13×10~4(L/mol);化合物与BSA主要通过疏水作用力结合,其结合距离为2.688nm,结合位点数为1.049(303K)。

关键词：去甲去氢斑蝥素水杨醛合成抑菌活性荧光性质

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干湿法回收废旧锌锰电池中锰资源的工艺研究

科学技术与工程 2013年第35期21卷 10759-10762页

作者：曾造梁杰李金海韩荣梅毕节学院化学与化学工程学院毕节551700

利用干湿法回收技术,对废旧锌锰电池中的锰资源进行回收处理。将废旧电池中的黑色粉末先用水浸泡,过滤后焙烧,再用不同浓度的HCl经水浴加热来制取MnCl2。实验表明,当HCl的浓度为12 mol/L、固液比为1∶5、反应时间为1.5 h、水浴温度为90... 详细信息

利用干湿法回收技术,对废旧锌锰电池中的锰资源进行回收处理。将废旧电池中的黑色粉末先用水浸泡,过滤后焙烧,再用不同浓度的HCl经水浴加热来制取MnCl2。实验表明,当HCl的浓度为12 mol/L、固液比为1∶5、反应时间为1.5 h、水浴温度为90℃时,MnCl2的产率可达96%,其纯度可达98.9%。该干湿法回收技术操作简单,投入少,产率高,纯度高。

关键词：废旧锌锰电池回收利用干湿法氯化锰

DK7625型慢速走丝线切割机床设计中考虑的几个问题

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上海机床 1992年第2期 17-18页

作者：曾造春上海第八机床厂

目前,由于模具工业的发展,模具精度等级的要求正在日益提高,因而对加工模具不可少的线切割机床,也相应提出了更高的要求,需要专业机床生产厂推出更新的高精度线切割加工机床,来满足生产上的要求。

关键词：线切割机床慢速走丝加工精度