S波段低电压宽带前向波放大管设计研究

前向波放大管是一种低电压、高效率、低噪声、可瞬时启动的正交场放大器,本文介绍了一种S波段低电压宽频带前向波放大管的模拟设计。从慢波结构色散特性、驻波系数、插入损耗等方面讨论了单螺旋耦合翼片慢波结构;定性分析了正交场器件冷启动技术,重点介绍前向波管冷阴极启动性能、阴极材料以及目前技术水平,并讨论了前向波放大管可以低电压工作的主要原因;在理论分析的基础上,建立了S波段前向波放大管仿真模型,通过优化设计了S波段低电压宽频带前向波放大管,在工作电压9.8 kV、工作磁场0.32 T的条件下,当激励功率为3 kW时,阳极脉冲电流小于12.0 A,输出脉冲功率超过60 kW,效率大于50%,增益大于13 dB,相对带宽超过10%。     

固态放大器驱动前向波管的实验研究

采用固态放大器直接驱动前向波管的新型放大链与"固态-中功率行波管-前向波管"三级放大链相比较,具有更好的性能指标,可靠性指标也将大大提高,由于不需要灯丝预热,可实现放大链的瞬时开机.文章介绍了一种用固态放大器直接驱动直流工作的S波段前向波管的实验情况和实验数据,对这种新型放大链的技术关键和应用前景进行了分析.     

C波段自调制前向波放大管QKS-1567

本计划的主要目的是研制一只C波段自调制前向波正交场放大管,该管应比已有管子具有更大的峰值功率和平均功率。管子性能指标是:峰值功率2兆瓦,平均功率20千瓦,脉宽50微秒,在C波段具有10%的瞬时带宽。在本报告期间,1号密封管已制成。经过装配,此管冷测特性保持不变,已开始热测。     

射频调制正交场放大器研究

1.引言本计划要求研究并实现高功率S波段射频调制正交场放大管。为达此目标,本计划任务分为两部分:前向波器件实验和返向波正交场放大管研究。 2.第一项任务:前向波器件实验 2.1 计划概述为达到S波段管射频启闭的最终目标,分两个互相衔接的阶段进行。第一阶段为探索阶     

固态放大器直接驱动前向波管的新型发射机

介绍了一种S波段采用固态放大器直接驱动直流运用前向波管的新型发射机.固态放大器的峰值功率5 kW,前向波管输出峰值功率100 kW,平均功率6 kW,最大脉冲宽度60μs,采用高纯水冷却.发射机具有低成本、高效率、高可靠性、小体积、轻重量、可快速开机等突出优点.采用波导魔T对两部发射机进行了功率合成研究,带内合成效率超过90%.     

2.7-3.4GHz超宽带长脉宽硅功率晶体管

南京电子器件研究所最近在研制超宽带、长脉宽硅脉冲功率晶体管领域取得重大进展,研制出的器件在2.7～3.4 GHz超宽频带内,脉宽100μs,占空比10%条件下,全带内脉冲输出功率大于100 W,功率增益大于7.0dB,效率大于40%,顶降小于0.5dB.S波段硅脉冲大功率管带宽达到了700MHz,迄今尚未见国内外报道.     

新控制方式前向波放大管

前向波放大管作为一种微波功率放大器件,在雷达领域具有重要的用途。本文提出了一种新的直流应用前向波放大管控制方式,这种控制方式有助于提高前向波放大管的稳定性和可靠性。     

L和S波段速调管相位延迟测量

用信号抵消法测量了L和S波段中功率速調管相们延迟。测量了这些波段的三腔速調管放大器的相对相位延迟与工作頻率,工作电压及前向波輸入功率的关系。L波段測量是在脉冲状态下进行的,而S波段測量则是在连续波状态下进行的。在小信号状态、接近频带的中心、第一腔和第三腔同步調諧而中間腔頻率上偏諧等条件下,測量了随工作頻率和工作电压而变化的相对相位延迟。这些結果与一般的空間电荷波理論和諧振腔理論所预断的很一致。在三个工作电压值和分布于通頻带的三个工作频率下,測量了随前向波輸入功率而变化的相对相位延迟。相位延迟近似地随輸入功率的对数变化。当功率从小信号功率变化到飽和值时,S波段速調管随前向波輸入功率所增加的相位延迟,为L波段速調管的三倍。这个結果可以解释为S波段速調管导流系数較高的緣故。L波段速調管給出了25度的相位延迟最大值,而S波段速調管给出了75度的最大值。根据已知的外部电长度和信号抵消測量,近似地求出了通过管子的相位延迟的絕对值,而这些值与小信号状态下的理論所推断出的結果一致。     

L波段100千瓦正交场前向波放大器

使小型长寿命器件具有很高的功率是研究人员力图达到的目的,新型的重入式前向波放大达到了上述要求。这种管子采用了冷阴极及员有效的慢波结构,仅重35磅,能产生3千瓦的器平均功率和100千瓦的峰值功率。制造者认为,在市埸上所售的具有这种输出功率的L波段管子中,QKS1319管的体积是很小的。据称,管中不设有可能烧断的热子,并且阴极仅仅在稍高于室温的温度下工作,因而防止了阴极材料的蒸发,预计管子寿命可超过10000小时。 M型前向波放大器是一种靠正交电磁场工作的行波管。管中设有慢波结构,该结构把高频波的相速减到与电子注同步,从而使行波从     

介质支撑曲折线简介

一、引言介质支撑曲折线是最近在研制正交场放大管的过程中发展起来的一种大功率、宽频带慢波结构。由于它的成就,使注入式正交场放大管在C波段和S波段的倍频程带宽内能获得一千瓦的连续波输出功率和十千瓦的峰值输出功率。采用介质支撑曲折线,还可以使体积小、重量轻著称的正交场放大管的体积和重量进一步大为减小。例如,一支采用介质支撑曲折线作为慢波结构的S波段注入式正交场放大管可成功地包装在24×12×11立方厘米的体积内,其包括磁钢在内的整管总重量仅为4.3公斤。     

大脉宽高效率S波段功率放大器的研制

采用内匹配的技术,利用了GaN HEMT功率芯片研制了一款应用在S波段的大脉宽、大功率、高效率的功率放大器。放大器最终实现了1 ms脉宽、30%占空比、在600 MHz的带宽下脉冲输出功率大于150W、附加效率大于55%的设计目标,印证了GaN功率器件的优越性能和广泛应用前景。     

高增益S波段小型化200 W功率模块研制技术

采用多级射频放大电路以及高压脉冲调制技术,实现了S波段高增益小型化200 W功率模块的研制。驱动放大电路采用GaAs功率单片进行功率合成;末级放大电路依托栅长(0.5 μm) GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)芯片,选取多子胞结构来改善热分布,通过内匹配技术设计完成了双胞总栅宽24 mm GaN芯片的匹配网络,并设计高压脉冲调制电路提供电源,成功研制出了小型化的S波段200 W内匹配GaN功率模块。测试得出该模块实现了在输入功率10 dBm,栅极电压-5 V,漏极电压32 V,TTL调制信号输入条件下,输出频率在3.1~3.5 GHz处,输出功率大于200 W,功率附加效率(PAE)大于55%。模块实际尺寸为2.4 mm×38 mm×5.5 mm。     

大功率发射机高纯水冷却系统设计

发射机中一些大功率器件(如前向波管、行波管、速调管等)的强迫液体冷却是一种常用的冷却方式。本文结合实例比较系统地介绍了雷达发射机前向波管加行波管放大链的全密封纯水冷却系统的设计计算等有关问题,提出了全密封纯水冷却系统的设计方法。     

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。     

媒体扫描

钛宝石拍瓦激光器创峰值功率记录日本研究人员宣称,他们已从钛宝石啁啾脉冲放大系统产生世界最高的峰值功率。其800nm波长的脉冲产生0.85PW峰值功率,持续时间仅33fs。啁啾脉冲放大是将超短脉冲长度展宽至几个纳秒,将它们放大,然后再压缩其脉宽。此技术出现后,超短脉冲、高峰值功率激光器通常采取两种形式。第一种是钕玻璃基啁啾脉冲放大系统,英国的“火神”和美国的“国家点火装置”等便采取此途径。迄今,使用这些巨型装置,已产生脉宽450fs、峰值功率为1.5PW的脉冲。采用此法的系统,会产生极高能量的脉冲、相对长的脉冲持续时间,较低的脉…     

刚性调制管近十年来的部分文献摘要

1.用于相控阵雷达的长脉冲开关和功率放大管Long Pulse Switch and Power Amplifier Tubesfor Phased Array RadarR E. Byram1973 11 th. Modulator Symposium PP. 29-34 RCA公司研制的三个栅控风冷四极管:RCA A 2950、A 2975、A 2960,作脉冲调制管的开关功率分别为50、100和500千瓦;作L波段功率放大的射频功率分别为10、20和40千瓦;脉宽可到1～8毫秒。采用铝酸钡阴极(钨基体),此阴极是为高脉冲电流密度、宽脉冲、耐电弧和长寿命而专门研制的,加热功率在同等发射水平时只需要钍钨阴极的1/4～     

前向波放大链发射机的可靠性

结合发射机工作的特点,重点介绍了由微波晶体管放大器-栅控行波管放大器-前向波管放大器构成的固态调制发射机的可靠性,尤其值得提出的是,在前向波放大器的可控硅调制器中,其快速保护器具有下列特殊功能即复载短路或开路时的快速保护,无高频激励的快速保护以及线型调制器人工线脉宽的快速转换。在栅控行波管放大器中的快速链锁保护装置,它不仅可保证栅控行波管的加电顺序,而且还能实现故障保护。在控保系统中采用矩阵式数字电路,大大简化了逻辑电路的设计。另外还有一个突出的特点是,在修改保护功能或增加任何数量的保护功能时,不必修改逻辑电路,这些都大大提高了放大链发射机的可靠性。     

S 波段20kW 平均功率正交场放大器研究

针对S 波段长脉宽、大工作比正交场放大器应用需求,仿真优化了短管支撑曲折线慢波结构的色散及耦合阻抗特性,提出了输能结构改进方案,对高频系统进行了优化设计,仿真结果与冷测结果具有较好一致性,冷测结果表明,该设计实现了高频系统的宽频带及高效率。首次采用99.5% 细晶氧化铝陶瓷作为控制极与阴极间绝缘介质,解决了绝缘组件大平均电流下击穿问题。首次采用固态放大器和二级正交场放大器搭建了三级放大链测试系统,实现了S 波段正交场放大器大工作比测试,热测结果表明,在脉冲宽度300μs、工作比8% 条件下,该放大器在300 MHz 带宽内脉冲功率大于250 kW,平均功率大于20 kW,全带宽内效率大于52%,该放大器使S 波段大功率正交场放大器技术水平迈上了新台阶,也是当前国际上脉冲宽度最宽、工作比最大的正交场放大器产品。     

关于磁控注入式电子枪的噪声问题

磁控注入式电子枪能提供高导流系数的电子注,可应用于大功率微波管中。但是,通常认为这种电子枪属于交叉场型的,具有交叉场器件固有高噪声的特性。这使它的应用受到了限制。 有两个实验打破了上述这种看法。1962年C波段低噪声行波管应用磁控注入式电子枪获得了3.1dB的噪声系数。1965年S波段中功率前向波放大器获得了3.5dB的噪声系数。但这些器件均限于中小功率范围,阴极长度很短,即阴极长径比很小的情况;而对于大功率管中使用的磁控注入式电子枪,能否获得足够小的噪声系数的问题,尚有待于进一步深入研究。 本文简要讨论了影响大功率微波管中磁控注入式电子枪噪声的主要因素以及通过改变阴极区磁场分布的方法来减小噪声的实验结果。     

L波段高增益功放模块设计

设计了一种小型化L波段高效率高增益脉冲功率放大模块,该模块使用微波混合集成电路技术,其体积比同等性能传统L波段功率放大器大大减小。测试结果表明,在工作电压36V、脉宽200μs、占空比10%时,L波段1.2~1.4GHz带宽内模块输出功率能达到80 W,增益近40dB,总效率大于40%,模块体积仅有25.5 mm×22.0mm×5.0mm。