反转永磁聚焦S波段高功率多注速调管的设计与研制

设计并制备了一支可作为医疗加速器系统中功率源的反转永磁聚焦S波段高功率多注速调管。介绍了速调管的整体设计细节及仿真过程,对电子光学及磁聚焦系统、高功率输能系统、高频互作用系统等主要部分的设计进行了论述,同时给出了样管的测试数据,在S波段加速器工作频率上获得了大于3 MW的峰值输出功率。     

S波段5.5MW高功率脉冲磁控管

本文介绍了一只S波段5.5MW高功率脉冲磁控管的研制,该磁控管主要用于电子直线加速器的高功率微波源。文中阐述了研制过程中一些主要技术问题解决方案、部分模拟计算和制管测试结果。该管测试性能与e2v同类型管对比,各项参数基本一致,可以实现无缝替代与工业化量产。     

Ku波段同轴磁控管

SFD-325管是一种Ku波段同轴磁控管,功率60千瓦。在设计、研制、生产阶段采用了RSD标准。据报导,SFD-325 管用来替代某一飞行器系統中的普通磁控管及另一航空雷达系統中的另一个同軸磁控管。 SFD-325同軸磁控管的特性: 調諧頻率(千兆赫) 16～17 峰值电压(千伏) 16 峰值电流(安) 16 工作比 0.001 峰值輸出功率(千瓦) 75 頻牵系数(电压駐波比1.5:1)(兆赫) 4 頻推(兆赫/安) 0.1     

S波段800kW同轴磁控管的研制

对S波段同轴磁控管的谐振系统、同轴谐振腔、阻抗变换器的设计进行了分析,重点论述结合国内材料及工艺水平所做的一系列工艺改进,通过这些改进,使得该管研制能顺利完成。     

X波段3MW小型化高峰值功率多注速调管

小型化高功率多注速调管是医疗和工业辐照用电子直线加速器理想功率源。本文简要介绍了一种X波段3 MW小型化高功率多注速调管,为了实现器件高功率和小型化性能,采用了横向耦合同轴谐振腔、均匀永磁聚焦系统、半波长盒形输能窗等技术,器件测试结果表明,峰值输出功率大于3.4 MW,平均功率大于10.2 kW,重量小于45 kg。     

100～500瓦的新型电压调谐磁控管

最近研制出一只500瓦的电压调谐磁控管(图1)。这只管子工作在S波段,结构紧凑,效率约为72％。尺寸是4吋×3 5/8吋×4 1/4吋,重量为6 1/2磅(包括负载隔离器)。在不进行风冷或液冷情况下,该管在室温下已工作1小时。电压调谐磁控管主要用作电子调谐器件,要求有良好的开-关能力和振幅变化能力。该500瓦S波段的大功率电压调谐磁控管兼有这些特性。改变控制电极上的电压,已能达到6分贝的开-关工作和功率变化。与电压调谐磁     

C-X波段同轴磁控管互作用腔快速工程计算方法研究

本文旨在探索一种可快速实现C-X波段同轴磁控管技术指标的设计方法,即通过《磁控管设计手册》工程计算和计算机PIC粒子仿真设计两种方法复算某C波段250 kW同轴磁控管,对比分析两种计算方法的结构参数,总结基于手册工程计算得到的结构参数的优化调整方向,结合本征模求解精确计算外腔TE 011模频点等措施,以达到提高同轴磁控管设计效率的目的。基于本文研究的同轴磁控管设计方法,开展了X波段500 kW同轴磁控管的初始结构设计工作,通过有序的结构参数调整,在较短的时间周期内实现了输出功率、工作频点均满足设计要求的π模稳定工作的计算仿真方案,初步验证了本文研究的同轴磁控管互作用腔设计方法的可行性。     

峰值功率5 MW的磁控管发射机

介绍一种应用于医用直线加速器的高峰值功率(≥5MW)磁控管发射机,详述了单端回归式阶梯充电系统.     

X波段6 MeV驻波电子直线加速管设计与研制

介绍了以2.2 MW多注速调管作为功率源设计的X波段驻波轴耦合加速管,工作频率为9.3 GHz,工作模式π/2。借助CST优化加速管微波加速结构,实现靶区俘获能量最高6.3 MeV,粒子俘获效率为40.3%,束流流强为120 mA,管芯总长为335 mm(包含电子枪及转换靶),相比现有以1.5 MW磁控管驱动的近700 mm长X波段加速管,总长缩短52%。基于本设计完成腔体加工并进行了腔链调谐,加速管冷测参数与设计参数吻合。     

X波段驻波直线加速管仿真设计与研究

近年来医疗和工业应用领域对小型化电子直线加速器的需求日益增多，本文以2.3 MW多注速调管作为微波功率源，设计了X波段轴耦合双周期π/2模驻波加速结构，工作频率为9.3 GHz,利用电磁模拟软件进行设计优化，计算结果表明输出能量可实现4 MeV/2 MeV/1 MeV三档能量可调，加速管总长为230.9 mm。实现三档低能电子均可在同一加速管上获取，相较之前研制的S波段4 MeV加速管，总体管长缩短16.64%,配套的屏蔽组件重量及尺寸均减少50%以上。     

P波段小型化6MW高效率多注速调管的研制

介绍了一种P波段小型化6MW高效率多注速调管的研制方案,目前该管在P波段已经实现脉冲输出功率6.1 MW,效率68%。通过周期反转永磁聚焦、BAC法结合CSM法优化群聚提高互作用效率、大功率同轴输出窗等关键技术的应用,解决了高效率、高峰值功率容量和高可靠性等难题。     

S波段同轴耦合结构驻波加速管设计与仿真

随着术中放疗、FLASH放疗等医疗技术的发展,对医用电子直线加速器的技术要求更高,本文设计了一款适用于FLASH放疗的中高能S波段同轴耦合驻波加速管。其同轴耦合结构结合了边耦合结构稳定性高和传统轴耦合结构对称性好、易于加工装配等优势。该结构有利于设计外形尺寸更加紧凑的,易于维护和低成本的中高能加速管,适用于新一代中高能医疗加速器。通过CST仿真优化后的同轴耦合加速管整体Q值达到了17024,分路阻抗达到163 MΩ/m,整体性能优于轴耦合结构并十分接近边耦合结构。通过粒子动力学仿真,该加速管束流输出能量大于18 MeV、脉冲流强达到295 mA、俘获率为42%。     

国外简讯

X波段快速预热磁控管据《微波杂志》报导,通用电气公司新近生产一种X波段快速预热磁控管MAG17,该管只需要两秒钟的予热时間即可达到90%输出功率。该管結构牢固,耐震和耐冲击,重量輕。它在9～11千兆赫的任意一频率附近,可覆盖+25兆赫的调谐范围。     

应用ANSYS对同轴磁控管频率稳定度的优化设计

同轴磁控管的频率稳定度越来越受到雷达整机的重视,影响同轴磁控管频率稳定度的因素有多方面的原因,频率热漂移是其中最主要的原因之一。同轴磁控管频率热漂移主要是由其同轴腔决定。本文应用ANSYS对同轴磁控管频率热漂移进行模拟分析,对不同环境温度下同轴谐振腔的电磁场、热场以及结构应力进行了模拟仿真分析。根据分析结果选择和优化结构零部件材料,在模拟仿真达到设计参数要求的基础上进行装管验证,能够缩短产品研制开发时间,减小同轴磁控管的频率温度系数,提升工作频率稳定性。     

小型化加速器用X波段多注速调管的研制与测试

介绍了一种应用于加速器系统的X波段高功率多注速调管,该管脉冲输出功率达到2.2 MW,增益大于45 dB,效率大于55%。文章对该速调管的电子光学系统、高频系统、输能系统以及收集极等各项专题的设计及模拟仿真进行了详细介绍,设计过程和结果可以为其它同类型的高功率多注速调管提供技术基础。     

英国电子管公司首次推出“双工管”

磁控管振荡器、天线收发开关和固态接收机结合成一体,构成了性能优良的X波段航海雷达。英国电子管公司(英格兰,切姆斯福)已经推出一个新种类的X波段器件,这种器件把磁控管振荡器、天线收发开关和固态接收机共同装在一个小型的管壳内。这种器件是为用于     

X波段高功率宽带速调管的研究

为了提高雷达系统的作用距离、测量精度及抗干扰能力,需要提高速调管的峰值功率、带宽及脉宽等指标。本文介绍了X波段高功率宽带速调管的研制情况,该速调管采用阴调单注、电磁聚集、四级滤波器加载双间隙谐振腔等技术手段,在X波段实现了1 MW的峰值功率,脉宽100μs,工作比1%,且相对带宽达到6.3%。目前已完成整管的设计及制管测试验证,测试结果达到指标要求。     

C波段高稳定度磁控管微波源实验研究

由于物理机制和工艺结构的固有限制,各种微波源均有其功率极限,而以锁相技术为基础的功率合成技术是获得大功率微波的一条重要途径。主要研究了以磁控管为基本单元的注入式锁相方案,并且采用注入锁相方法对现有的c波段磁控管进行了锁相实验验证,研制出频率、相位、幅度可调的高稳定度磁控管微波源,并结合实验分析了系统的性能指标。     

共用口径S／X双波段双极化微带天线阵

介绍了一种新的应用于合成口径雷达的双波段双极化(DBDP)共用口径微带天线阵,工作于S波段和X波段.为了实现S/X波段的奇数频率比(1∶3),在S波段采用正交的微带振子天线,在X波段采用双极化方形微带贴片天线;为获得较宽的带宽,该二天线均采用双层结构.在馈电方式上,S波段采用邻近耦合馈电,X波段采用同轴探针和口径耦合馈电.对天线进行了仿真,设计、加工和测试,仿真结果与实测结果吻合良好.实测的S波段和X波段阻抗带宽分别达8.9%和17%,实测的极化隔离度在两个波段内均优于20 dB,实测的S波段和X波段交叉极化电平分别在-26 dB和-31 dB以下.本研究验证了这种具有奇数频率比的共用口径DBDP微带天线阵的可行性,对这种DBDP微带天线阵在SAR系统中的应用具有重要的参考意义.     

文摘

专利文摘同轴磁控管(英) No.1 134 734 本专利主要目的是减輕同軸磁控管的重量和縮小同軸磁控管的体积,并易于裝架和制造,也能调节同軸磁控管和輸出波导系统之間的匹配。