DC power supply to drive W-band gyrotron travelling wave amplifier for satellite uplink and wireless communication applications

用于驱动卫星上行链路和无线通信应用的 W 波段回旋管行波放大器的直流电源

基本信息

  • 批准号:
    ST/T003227/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 17.97万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2019 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The backbone network in future telecommunication systems will move from copper and fibre to mm-wave wireless connections, allowing rapid deployment, mesh-like connectivity with fast data rates of tens of gigabits per second for future mobile applications such as cloud computing, big data, virtual reality and the Internet of Things. The main restriction in the uptake of mm-wave wireless mobile communications is the challenge in forming the mm-wave backhaul links due to the lack of high power (kilo-watt) wideband mm-wave amplifiers. The gyro-amplifiers developed under STFC IPS Project (ST/P001890/1) offers a unique opportunity to fill a long standing gap in the generation of high power coherent millimetre wave radiation with its amplification with an unprecedented 6% instantaneous bandwidth and an unrivalled power of 3.4kW at 93 GHz. For satellite communications the gyro-TWA has the power at W-band frequencies to overcome attenuation due to rain and moisture in the atmosphere while possessing sufficient bandwidth (6%) for high data rate transmission to multiple satellites.Building on the recent success of W. He, C. R. Donaldson, L. Zhang et al PRL 2017, 119 no. 18, p. 184801, and L. Zhang, C. R. Donaldson et al IEEE Electron Device Letters 2018, vol. 39, no. 7, pp. 1077-1080 where short pulse (sub-microsecond) 93GHz gyro-TWA operation was demonstrated the procurement of a 60kV, 1.2A DC power supply is required to enable continuous wave gyro-TWA operation which will result in a paradigm shift in what is achievable for ground based, cellular telecommunications networks and satellite communications.
未来电信系统的主干网将从铜缆和光纤过渡到毫米波无线连接,为云计算、大数据、虚拟现实和物联网等未来移动应用提供快速部署、网状连接和数十千兆位/秒的快速数据速率。由于缺乏高功率(千瓦)宽带毫米波放大器,毫米波无线移动通信的主要限制因素是形成毫米波回程链路的挑战。STFC IPS项目(ST/P001890/1)开发的陀螺放大器提供了一个独特的机会来填补在产生高功率相干毫米波辐射方面的长期空白,其放大器具有前所未有的6%的瞬时带宽和无与伦比的3.4kW的93 GHz功率。对于卫星通信,陀螺-TWA在W频段具有功率以克服由于大气中的降雨和潮湿造成的衰减,同时具有足够的带宽(6%)用于向多个卫星的高数据速率传输。基于W.He,C.R.Donaldson,L.Zhang等人2017年,119期,第18期,184801页和L.Zhang,C.R.Donaldson等人2018年IEEE Electron Device Letters,第39卷,第7期,第1077-1080页的最新成功,证明了短脉冲(亚微秒)93 GHz陀螺-TWA操作的采购,1.2a需要直流电源才能实现连续波陀螺-行波工作,这将导致地面、蜂窝电信网络和卫星通信可实现的模式转变。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
8-Fold Helically Corrugated Interaction Region for High Power Gyroresonant THz Sources
高功率陀螺谐振太赫兹源的 8 倍螺旋波纹相互作用区域
  • DOI:
    10.1109/led.2021.3105435
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Donaldson C
  • 通讯作者:
    Donaldson C
Characteristic measurements of a wideband gyro-TWA operating in W-band
在 W 波段工作的宽带陀螺仪 TWA 的特性测量
  • DOI:
    10.1109/ivec.2019.8745012
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    He W
  • 通讯作者:
    He W
Design of a 48 GHz Gyroklystron Amplifier
  • DOI:
    10.1109/ted.2021.3108746
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    L. Nix;Liang Zhang;A. Cross
  • 通讯作者:
    L. Nix;Liang Zhang;A. Cross
Low-Loss Transmission Line for a 3.4-kW, 93-GHz Gyro-Traveling-Wave Amplifier
  • DOI:
    10.1109/ted.2020.3039427
  • 发表时间:
    2021-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Donaldson, Craig R.;Zhang, Liang;Whyte, Colin G.
  • 通讯作者:
    Whyte, Colin G.
Demonstration of efficient beam-wave interaction for a MW-level 48 GHz gyroklystron amplifier
  • DOI:
    10.1063/1.5144590
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    L. Nix;Liang Zhang;Wenlong He;C. Donaldson;K. Ronald;A. Cross;C. Whyte
  • 通讯作者:
    L. Nix;Liang Zhang;Wenlong He;C. Donaldson;K. Ronald;A. Cross;C. Whyte
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