近日，電子科技大學電子科學與工程學院蒙林教授團隊（高功率微波團隊）在電子器件領域頂級期刊《IEEE Electron Device Letters》上發表了題為“High-Efficiency Phase-locking of Millimeter-Wave Magnetron for High-Power Array Applications”的學術論文。在新體制高功率微波技術的基礎研究方面取得重大突破，在國際上首次提出了基于磁控管的高效鎖頻鎖機理，為實現大規模的陣列化應用奠定了理論基礎，極大程度的拓展了電真空器件的應用領域。蒙林教授團隊宋岷生博士生為論文第一作者，殷勇教授為論文通訊作者，電子科技大學為論文第一且唯一署名單位。
磁控管作為目前世界上保有量最多的電真空器件，具有成本低、體積小、效率高、功率高、可工作頻段寬（在微波到太赫茲頻段都有應用）等優點。蒙林教授研究團隊長期致力于將電真空器件應用于高功率微波領域的研究，本論文提出了一種磁控管的高效鎖頻鎖相新機理，該技術不需要外部器件，只需通過特殊設計的耦合橋，使得磁控管頻率相位鎖定，并且鎖定的過程幾乎不會帶來能量損失，理論計算的鎖相效率高達99.9%，為將來大規模的磁控管鎖頻鎖相陣列化應用打下堅實的基礎。圖一為兩個磁控管高效鎖頻鎖相的3D示意圖，圖二是通過計算得到的信號圖以及電子群聚輪輻。
圖一 高效鎖頻鎖相結構示意圖，兩個磁控管通過耦合橋緊密耦合
圖二 單管功率為22.90kW的毫米波磁控管鎖相后功率以及效率保持不變，信號同相，磁控管的輪輻也保持完全同步
《IEEE Electron Device Letters》2021年的影響因子為4.187，是電子器件領域頂級期刊，也是IEEE Electron Devices Society第一旗艦期刊。該期刊通常只收錄真空電子器件、半導體電子器件、光電子器件等極具原創性的學術論文。該論文是高功率微波團隊今年在《IEEE Electron Device Letters》上發表的第二篇高水平論文。
