250MHz固态功率放大器的设计

固态功率源代替真空管功率源设备是目前射频功率源系统的发展趋势。本文介绍了一台工作在250 MHz的固态功率放大器模块的设计过程。放大器模块使用荷兰恩智浦半导体公司生产的BLF578XR型号晶体管,并且采用传输线匹配和集总元件匹配相结合的方式进行设计。通过理论计算得到匹配网络的初始值,并利用ADS(Advanced Design System)软件对匹配电路进行仿真和优化。测试结果表明,该功率放大器模块输出功率达到了850 W,功率增益达到了26 d B,功率附加效率达到60%。结果表明,该设计完全达到了系统设计要求的性能指标,并具有较强的实用性。     

固态微波放大器的开发

2．5kW／352MHz无条件稳定的微波固态放大器在意大利Legnaro国家实验室研制成功并通过测试。该放大器由9个350W推挽工作方式的功率模块构成，每个模块采用1个环形器和1个终端电阻作为保护装置。该放大器为独立相位超导直线加速器的中β超导腔提供微波功率而开发，具有高效率、线性度好、可靠性高以及低成本的特点。文章介绍了该放大器的技术特点和测试结果。     

功率射频研究试验系统研究进展

高功率射频技术是强流加速器技术的基础。建立高功率射频研究实验系统,为的是进行高功率射频元件、射频材料和射频测量技术研究,解决强流加速器射频系统的关键技术与设备,推动强流加速器的发展。 射频研究试验系统主要由稳定射频激励源、速调管放大器、高压脉冲调制器、水冷系统、波导传输系统、大功率测量装置和低功率监控装置组成。 系统的方案设计已完成。现已完成了稳定射频激励源设计。该激励源由稳频信号源和固态功率放大器组成。工作频率2856MHz,8h内的频率稳定度5×10-7,输出脉冲功率大于350W,脉冲宽度18μs,脉冲重复频率450～650Hz。射频激励源已按设计要求外协加工。     

强流回旋加速器射频功率源末级谐振放大器的研制

为适应强流回旋加速器综合实验装置强流束调束需求,开展了对射频系统中功率源的末级谐振放大器的研制。功率源末级谐振放大器采用阴极驱动模式的三级真空电子管作为核心放大器件,充分地考虑了输入阻抗、输出调谐和输出耦合的调节需求,通过射频电路仿真和三维电磁场仿真等手段实现了对末级谐振放大器各参数的仿真。网络分析仪对末级谐振放大器的各项参数的测量表明:制造结果与设计参数高度一致;示波器对末级谐振放大器进行实验测试表明:8h假负载考验中功率稳定度好于1%,输出效率达70%,可为强流回旋加速器综合实验装置强流束调试提供射频功率的技术支持。     

EAST装置高功率宽带射频发射机系统研制

离子回旋波加热系统是EAST装置最重要的辅助加热工具,作为系统最核心的分系统之一,高功率射频发射机为加热等离子体提供射频波能量,对提高等离子体运行参数起着极为重要的作用。基于电路分析、传输线和波导谐振腔等相关工程理论,本文系统地总结了射频发射机系统高功率放大器输入输出回路、放大器级间匹配、寄生振荡抑制、腔体冷却等部分的设计原理和实现方法。在假负载上进行了系统测试,在设计频段内获得了1.5 MW的射频输出功率,测试结果表明系统达到了设计的技术指标。通过两轮EAST射频加热实验验证,发射机系统运行稳定可靠,满足射频加热等相关物理实验要求。     

基于IOT放大器的微波功率源在超导直线加速器上的应用

中国工程物理研究院太赫兹自由电子激光装置(CTFEL)的直线加速器由两个4-cell超导加速腔构成,每个加速腔的激励由1套基于感应输出管(IOT)放大器的L波段微波功率源(25 kW)提供。本文介绍了微波功率源的基本原理、组成结构和调试过程,以及微波功率源在功率耦合器老炼平台和超导直线加速器上的一些实验结果。微波功率源安装调试后工作稳定,两套微波功率源的主要参数均达到设计要求。超导直线加速器的幅值稳定度和相位稳定度分别为0.04%和0.08°,优于设计指标。     

合肥光源高功率固态放大器的研制

研制了一台高频高功率全固态放大器（SSA）,用于合肥光源800 MeV电子储存环高频系统的带束流运行。固态放大器的功率合成系统可按8×6或8×8方式进行组合,各有48个和64个功放模块参与功率合成。测量了功率分配器和合成器各端口的S参数及功放模块的增益特性,功放模块输出650 W时的增益为24 dB,分配器和合成器公共端的驻波比均优于1.07。进行了高功率测试,两种组合的输出功率分别达到33 kW和45 kW,合成效率约为95%。固态放大器目前运行于48路合成方式,输出功率为20 kW时,储存环束流流强达到460 mA,束流功率为7.5 kW。     

基于IOT放大器的微波功率源在超导直线加速器上的应用

中国工程物理研究院太赫兹自由电子激光装置（CTFEL）的直线加速器由两个4-cell超导加速腔构成，每个加速腔的激励由1套基于感应输出管（IOT）放大器的L波段微波功率源（25 kW）提供。本文介绍了微波功率源的基本原理、组成结构和调试过程，以及微波功率源在功率耦合器老炼平台和超导直线加速器上的一些实验结果。微波功率源安装调试后工作稳定，两套微波功率源的主要参数均达到设计要求。超导直线加速器的幅值稳定度和相位稳定度分别为0.04%和0.08°，优于设计指标。     

100MeV电子直线加速器激励系统

文章描述了100MeV电子直线加速器激励系统的原理、结构、调试结果和主要技术性能。该系统的中功率速调管放大器能够输出15kW的脉冲功率,经微波输出部分分别激励6只高功率速调管。结果表明,系统结构简单,性能良好,完全满足加速器的使用要求。     

EAST离子回旋加热系统高功率射频放大器阳极电源的研制

离子回旋共振加热是EAST超导托卡马克核聚变实验中重要的辅助加热手段。高性能的高功率射频放大器阳极电源对整个加热系统的稳定运行起重要作用。本工作设计了基于脉冲阶梯调制（PSM）技术的阳极电源及其控制保护系统，通过采集电源的实验数据对电源的设计进行了验证。实验结果证明，本阳极电源的设计和参数选择均是合理正确的，电源的开通和关断以及控制保护的数据指标完全达到设计要求。