W波段行波管功率提升研究

行波管为发射机提供放大信号,其输出功率直接决定着系统的作用距离,是系统的核心部件之一。本文从提升电子效率和电子注功率两方面开展研究,以提升W波段行波管输出功率。基于折叠波导互用电路相速跳变设计,研制出8 GHz带宽内输出功率大于250 W的W波段行波管。提出非半圆弯曲折叠波导与相速跳变技术结合的设计方法,使W波段行波管输出功率和电子效率最高分别达到647 W和13.4%。提出一种四端口式高频结构和一种双弧弯曲折叠波导慢波结构,大幅提升了行波管对工作电流的聚焦能力,基于两种新型结构的创新研究,完成了千瓦级W波段行波管设计。     

电子战用功率行波管

介绍了电子战装备中宽带行波管及微波功率模块的特点,概括了宽频带、小体积、高效率功率行波管的现状和发展趋势。分析了电子对抗用宽波束的单元功率特点,讨论了弹载、无人机等对高效率、大功率、耐高温行波管放大器的需求。详细介绍了国内外新一代超小型化行波管及模块的最新进展。     

螺旋线行波管中功率洞问题的研究

宽带螺旋线行波管在一较窄的频带内出现饱和输出功率凹陷的现象被称为功率洞。功率洞对于放大器所应用的系统,特别是通信系统的整体性能会产生严重影响。本论文分析了宽带螺旋线行波管中功率洞产生的原因,介绍了一种解决功率凹陷的办法—渐变磁场法,并应用二维大信号注波互作用程序进行仿真,研究结果表明：采用渐变磁场法可以在一定程度上有效地抑制功率凹陷,使宽带螺旋线行波管在工作频带内的饱和输出功率随频率变化的曲线较为平坦。     

脉冲行波管发射机功率合成技术的研究

一种提高发射源射频功率的有效方法是采用空间功率合成技术,应用多部子阵发射单元作为馈源,通过相控阵技术在空间合成获得远高于单管发射机射频能量,发射机功率合成技术是实现空间功率合成关键技术,要求射频源在宽带内具有高的幅相稳定,各子阵发射机在宽带内要求幅相一致。文中介绍了一种工程化的脉冲行波管功率合成体制的发射机,分析了提高发射机幅相性能的技术问题,进行了功率合成效率分析,给出了发射机主要试验结果,对其广阔的应用前景作出了展望。     

超可靠中功率行波管

行波放大管是近20年来所研制的比较重要的微波器件之一,广泛运用在需要把1000～10,000兆赫高频讯号放大的雷达、导航和通讯系统中。然而,一直到五年前行波管仍被认为是不可靠的,因而其应用局限在地面和机载系统中,因为在这些系统中行波管能够定期地更换。随着宇宙飞船和深空探测所需要的宇宙通讯的出观,需要一种坚实、重量轻的中功率微波放大管,这种管子不会影响飞船可靠性或寿命。在宇宙飞行环境中,微波放大管是不可能维修的,而用备份也不是解决可靠性的办法。所以,微波放大管所需的寿命须包括储存时间和工作时间,而到损毁时的平均时间(MTTF)则应与工作性能指标一致。本文叙述由休斯公司微波管分部所采用的一种解决达种行波管设计的成功的方法,用此法设计的行波管满足了宇宙航行大部分要求。运用这种方法设计的一族宇宙飞行用行波管,可认为是宇宙飞船的最可靠的组成部分之一。所有保证可靠性的现代技术都用于此行波管。它们包括损坏形式的分析,生产部件的控制和检查,选择和老炼,环境试验,制造和试验操作的严密控制。虽然行波管的工作原理简单,但由于存在着许多难以确定的损毁机理,从可靠性的观点考虑,这种器件又是复杂的。本文详细讨论损坏形式和机理及其控制方法。着重叙述可靠性与优良的工作性能相结合的机械结构,采用长寿命阴极—热子设计,选择材料和制造工艺。以上每一项都有助于达到超高可靠性和长寿命。由许多中功率行波管实验计划所提供的数据证明,达种设计方法是成功的。休斯公司设计的一般宇宙用行波管,在寿命试验和字宙飞行中已累积了大于800,000小时的寿命。     

小功率行波管可靠性数字仿真的研究

基于对实际器件的测试数据,采用模糊数学和最可能故障法建立整个器件的可靠性模型.引入可靠性分布密度函数,将实际测试得到的离散数据拟合成随时间变化的连续函数,不仅可得到小功率行波管测试性能的评估,而且还可以对其可靠性进行预测;进一步研究,还可以给出预测的准确度概率.本文主要讨论小功率行波管可靠度评估模型的建立、数据处理与精度分析等,并对预测与准确度的概率给予简要的介绍.     

耦合腔行波管功率合成

介绍了脉冲幅相一致耦合腔行波管的研制,并较为详细地介绍和分析了耦合腔行波管功率合成实验--脉冲相位一致性测试的一种途径.     

高平均功率行波管技术

文内描述最近发展了的一些新技术。这些技术使瓷棒夹持螺线型行波管平均功率产量得到改进。介绍体积小制造简化的高强度慢波线——陶瓷棒连结方法。陶瓷棒与管壳间热传导问题因两者焊接而解决。这种焊接是籍使用复合的金属真空管壳而实现的。该金属设计得使它的热膨胀系数与陶瓷的热膨胀系数精确的匹配。内部衰减器由喷涂的碳化钛制成,此种材料的电阻率的温度系数是零。它喷涂于已连结的陶瓷棒——慢波线部件上。从而就构成简单的由慢波线、夹持棒和衰减器组成的线路部件。叙述精确地排列周期磁铁极靴片的方法,此项技术保持了分开的极靴片与磁铁的适应性,以便在管子制成后装配磁系统。此外,第一峰值磁场的位置很容易地可置于漂移区的入口处附近。休斯公司许多行波管产品使用了上述的各项技术。其中之一(549 H)将在本文中叙述。该管具有倍频程带宽,10千瓦的脉冲输出功率和大的工作比。     

螺旋线型功率行波管的工程设计

本文总结了前人有关螺旋线型功率行波管的工程设计方法,并在较详细的分析和比较的基础上,提出一种较完善的设计方法,给出了效率的修正公式,螺距的较精确计算和一些参量的选择方法。本文还应用此设计方法对6支不同工作状态、不同波段及不同功率范围的管子进行了验算,得到了比较满意的结果。     

宽带脉冲行波管放大器功率管理技术研究

介绍了一种宽带脉冲行波管放大器,阐述了行波管放大器的基本工作原理,分析了影响行波管输出功率的主要因素,并提出了一种切实可行的宽带行波管放大器的功率管理技术。     

降低空间行波管热子功率的仿真研究

本文用Ansys热分析技术研究了某一空间行波管电子枪的阴极热屏组件中影响热子功率的诸多因素,提出了结构改进措施,并用Abaqus力学分析技术对新结构进行了抗力学环境能力分析。在未改变阴极面尺寸、阴极面温度以及可直接安装到原组件位置的前提下,新结构可将热子功率从4.4W降低到2.5W,预热时间和抗力学环境能力亦可满足要求。     

双极功率晶体管威胁卫星通信行波管

据美刊《微波杂志》报导,日本正在研制一种双极功率晶体管(Power Bipolar Transistor),有可能代替地面站和卫星应答机中用的行波管。在这种阶梯电极晶体管(Stepped Electrode Transistor)中,低结温度使之获得高的可靠性。长期和加速寿命试验表明,其无故障平均工作时间超过10~6小时。NEM4205是该系列的典型管子,采用20伏电源,在4.2千兆赫频率下产生5瓦功率,增益为4分贝,效率为25%。NEM4203,在4.2千兆赫频率下功率达3瓦,增益为5分贝,在50℃环境温度下,结点温度只为120℃。利用7只 NEM4203晶体管研制出一种三级放大器,在4千兆赫卫星频带内给出12瓦功率,功率增益为11～13分贝,带宽为240兆赫。     

中功率行波管工作电源的设计

介绍了电子干扰发射机中行波管电源的设计。     

IGC功率行波管高频散焦的抑制

一 前言 在功率行波管中,当慢波电路中加上高频信号以后,静态聚焦良好的电子注,由于高频场的作用,使电子注的半径受到扰动。在强高频场下电子注波动可以相当大,以至于使(虫母)线电流大大增加,从而电子注的通过率下降。 这个现象,我们就称为功率行波管的高频散焦。 严重的高频散焦将给行波管带来许多有害的影响。首先它     

宽频带行波管的功率合成技术

雷达与电子对抗要求倍频程及多倍频程,连续波500W至1000W的高功率输出。2只或4只小型行波管的宽频带功率合成是解决上述问题的重要途径。国外在2～8、8～18GHz以及21.5～40GHz内的行波管功率合成已取得较好的进展。本文阐述了行波管宽频带功率合成技术的基本原理、合成方法及合成所需的关键元件。根据行波管固有的高端频率相位不匹配,必须引入相位均衡技术;并详细地介绍了行波管与关键元件的相互配合的界面问题。     

毫米波功率行波管工作电压的限制因素

本文分析了毫米波功率行波管工作电压与主要限制因素 ,结合具体的高频慢波结构估算了典型管子所能达到的水平 ,并给出了有关评价系数和计算公式 ,可以为设计毫米波功率行波管的高频慢波结构提供参考。     

微波功率行波管器件的发展和应用

本文介绍了微波功率行波管的典型应用、可靠性增长及主要工作原理,分析了毫米波和THz行波管、高峰值功率行波管、宽带行波管、微波功率模块、多频段一体化行波管、空间行波管及卫星通信行波管的主要现状。从国内外最新的研究计划出发,归纳了更高频率、更高效率、更大功率、宽频带和小型化、模块化、低成本方向及冷阴极应用的技术发展趋势,介绍了宽带雷达、通信和电子战等应用需求。     

合成孔径雷达及其与之配套的功率行波管

用途广泛的合成孔径雷达跟传统雷达相比有许多特点,所使用的功率行波管的设计方法亦不同于传统的功率行波管.本文简述了SAR的特点对新型功率行波管设计提出的新要求,同时介绍了新型功率行波管研制上的新进展.