Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2024, № 5 · ELECTRODYNAMICS

Application of additive technologies for the manufacture of a model of the slow system of a millimeter waveband traveling wave tube

A.A. Ivanov1, M.V. Morozkin1, A.A. Orlovskiy1,2, M.D. Proyavin1, R.M. Rozental1, M. Shmelev1

1 Federal Research Center A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences, Nizhnii Novgorod, Russia
2 Volga State University of Water Transport, Nizhny Novgorod
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2024.5.7 UDC 621.385.63 EDN CHKSCV

Abstract

Using the technology of photopolymer three-dimensional printing with subsequent metallization, a prototype of a slow-wave system for a Q-band traveling wave lamp was manufactured. The deviations in the size of one period of the slow-wave system detected on the measuring microscope did not exceed 5 μm. The results of “cold” electrodynamic measurements of the manufactured system demonstrated good agreement with the calculated data.

  • traveling wave tube
  • slow-wave structure
  • additive technologies
  • three-dimensional printing
Аннотация (на русском)

Применение аддитивных технологий для изготовления макета замедляющей системы лампы бегущей волны миллиметрового диапазона

С помощью технологии фотополимерной трехмерной печати с последующей металлизацией изготовлен макет замедляющей системы для лампы бегущей волны Q-диапазона. Выявленные на измерительном микроскопе отклонения в размерах одного периода замедляющей системы не превышали величины 5 мкм. Результаты "холодных" электродинамических измерений изготовленной системы продемонстрировали хорошее соответствие расчетным данным.

For citation

Ivanov A.A., Morozkin M.V., Orlovskiy A.A., Proyavin M.D., Rozental R.M., Shmelev M. Application of additive technologies for the manufacture of a model of the slow system of a millimeter waveband traveling wave tube // Journal of Radio Electronics. – 2024. – No. 5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.5.7

References

  1. Алехин Ю.В. и др. Сверхширокополосные лампы бегущей волны. Исследование в СВЧ-КВЧ и ТГЧ диапазонах. Внедрение в производство. - 2015.
  2. Paoloni C. et al. Millimeter wave traveling wave tubes for the 21st century //Journal of Electromagnetic Waves and Applications. - 2021. - Т. 35. - №. 5. - С. 567-603. https://doi.org/10.1080/09205071.2020.1848643
  3. Богомолова Е.А. и др. ЛБВ миллиметрового и терагерцового диапазонов: особенности конструкций замедляющих систем и технологий изготовления //Электронная техника. Серия 1: СВЧ-техника. - 2020. - №. 3. - С. 66-83.
  4. Торгашов Р.А. и др. Разработка и исследование замедляющей системы для миниатюрной многолучевой лампы бегущей волны W-диапазона //Radiotehnika i èlektronika. - 2023. - Т. 68. - №. 10. - С. 992-997. https://doi.org/10.31857/S0033849423100182
  5. Sence J. et al. Plastic and metal additive manufacturing technologies for microwave passive components up to Ka band //International Journal of Microwave and Wireless Technologies. - 2018. - Т. 10. - №. 7. - С. 772-782. https://doi.org/10.1017/S1759078717001465
  6. Verploegh S. et al. Properties of 50-110-GHz waveguide components fabricated by metal additive manufacturing //IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2017. - Т. 65. - №. 12. - С. 5144-5153. https://doi.org/10.1109/TMTT.2017.2771446
  7. Проявин М.Д. и др. Разработка электродинамических компонентов для приборов СВЧ электроники с использованием технологии фотополимерной трёхмерной печати с химической металлизацией поверхности //Известия вузов. Радиофизика. - 2020. - Т. 63. - №. 5-6.
  8. Стародубов А.В. и др. Учредители: Российская академия наук, Институт радиотехники и электроники им. ВА Котельникова РАН //РАДИОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА. - 2022. - Т. 67. - №. 10. - С. 935-945. https://doi.org/10.31857/S0033849422100126.
  9. Иванов А.А. Исследование возможности улучшения выходных характеристик ламп бегущей волны W-диапазона //Известия вузов. Радиофизика. - 2016. - Т. 59. - №. 8-9.
  10. D'Auria M. et al. 3-D printed metal-pipe rectangular waveguides //IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology. - 2015. - Т. 5. - №. 9. - С. 1339-1349. https://doi.org/10.1109/TCPMT.2015.2462130
  11. Chan K.Y., Ramer R., Sorrentino R. Low-cost Ku-band waveguide devices using 3-D printing and liquid metal filling //IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2018. - Т. 66. - №. 9. - С. 3993-4001. https://doi.org/10.1109/TMTT.2018.2851573
  12. Sigmund P. Mechanisms and theory of physical sputtering by particle impact //Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. - 1987. - Т. 27. - №. 1. - С. 1-20. https://doi.org/10.1016/0168-583X(87)90004-8
  13. Шпак И.Е. Электролиты для гальванического меднения. - М.: Электроника, 1989.
  14. Свиридов В.В. (ред.). Химическое осаждение металлов из водных растворов. - Университетское, 1987.
  15. Dionigi M. et al. Simple high-performance metal-plating procedure for stereolithographically 3-D-printed waveguide components //IEEE Microwave and Wireless Components Letters. - 2017. - Т. 27. - №. 11. - С. 953-955. https://doi.org/10.1109/LMWC.2017.2750090