Development of an S-band klystron with bandwidth of 11%

This letter introduces the design ideas, simulation and test results of an S-band klystron with bandwidth of 11%, which was developed by the Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences (IECAS).On the peak power level of 800 kW, the efficiency of klystron is more than 30%; the gain is more than 41 dB; the equal-driving relative instantaneous bandwidth is over 11%; the average power is larger than 8kW, and the power fluctuation within bandwidth is less than 1o5 dB.     

Computer-aided design of the RF-cavity for a high-power S-band klystron

This article describes the computer-aided design of the RF-cavity for a S-band klystron operating at 2856?MHz. State-of-the-art electromagnetic simulation tools SUPERFISH, CST Microwave studio, HFSS and MAGIC have been used for cavity design. After finalising the geometrical details of the cavity through simulation, it has been fabricated and characterised through cold testing. Detailed results of the computer-aided simulation and cold measurements are presented in this article.     

高峰值功率多注速调管的发展现状

高峰值功率多注速调管是一种在单注速调管及传统多注速调管的基础上发展起来的新型微波电真空器件。本文介绍了高峰值功率多注速调管的基本特点及目前世界上高峰值功率多注速调管的发展状况,其中包括已经研制成功的10MW级多注速调管、正在研制的50 MW级多注速调管及一些处于概念设计阶段的更高功率水平的多注速调管。最后阐述了研制高峰值功率多注速调管遇到的问题及可能的解决方法,并对其发展前景进行了展望。     

弹体上S波段微带共形天线阵

详细论述了弹体微带共形天线阵的设计方法及其工程应用。依据此工程近似方法，研制了一副Ｓ波段１６单元微带天线共形阵，并给出了实测结果。     

一种高稳定度速调管聚焦磁场电源的研制

介绍了一种高稳定度速调管聚焦磁场电源的具体性能指标和实现方案,着重讨论了主回路、驱动电路、保护电路的原理,实际调试中所需要注意的问题,以及关键元器件的设计和选择方法。     

X 波段50MW 高功率速调管注波互作用系统的研究

高功率X 波段速调管必须依靠高性能的注波互作用段来实现,互作用段的作用是使入射的连续电子注逐步 转化为分离的群聚块,之后在通过输出腔的过程中,间隙电场使群聚块减速将电子的动能转化为微波能量向外输出。 速调管的注波互作用段由一组性能参数各不相同的谐振腔组成,各腔的谐振频率、品质因数、特性阻抗以及沿轴线的 分布位置等均对整管的效率、增益和输出功率有直接的影响。我们首先使用基于圆环模型的2.5 维注波互作用程序通 过反复优化找到了一组基本参数,随后在CST 中建立了三维仿真模型对该结构进行了验算,实际计算表明在电子注 电压和电流分别为440kV 和350A 时,速调管的输出功率大于50MW,所得结果满足设计要求。     

S频段800W固态功放的研制

采用功放管合成、电路模块合成及插箱整机合成相结合的三级合成方案,研制成功了一种S频段连续波800W固态功放,经测试在2025—2120MHz频段,功放连续波输出功率1dB压缩点大于59dBm（800W）,增益大于68dB,功率附加效率25％,合成效率达到85％以上。     

一种C波段宽带速调管发射机的设计

介绍了一种C波段宽带速调管发射机的设计,叙述了发射机的组成形式并给出其主要性能指标,重点介绍宽带速调管、回扫电源技术、固态调制器,解决了等激励条件下速调管输出功率起伏较大及散热问题。     

UCB速调管调谐方法研究

速调管是一种电子流速度受调制的微波电子管.在深入研究UCB速调管基本结构、调谐机理的基础上,重点阐述了UCB高功放五腔速调管调谐的方法和步骤.通过实际调谐实例验证了调谐方法的有效性,并提出调谐注意事项.该方法有效解决了高功放频率扩展的难题,使其具备宽频段功率放大的能力,具有很强的实用性和可操作性.     

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。     

一种新型的S波段天气雷达发射机

叙述了最新研制的S波段天气雷达发射机构成,着重介绍了该雷达发射机采用的脉冲整形电路,交流方波灯丝供电、固态调制器等新技术,该雷达发射机技术性能和可靠性达到了新的水平。     

DEVELOPMENT OF NEW PILL-BOX WINDOW FOR S-BAND HIGH POWER KLYSTRON简

In this paper, a new pill-box window with arc groove disk is studied for S-band high power klystron. Its main characteristics are long pill-box and periodic grooved window disk. The long pill-box window can decrease the normal field and relieve the radio frequency loss in high power transmission, and periodic grooved window disk can suppress tangential field multipactor. The Monte Carlo （MC） method is used to build up the simulation model and analyze the increasing tendency of electrons. The simulation results indicate that long-box window with periodic are grooved window disk can restrain multipactor effectively. Homocentric circular half-camber arc slot is put forward to overcome the disadvantages of periodic straight triangle and strait rectangular. The long pill-box with groove disk window prototype is tested in high power Travelling Wave Resonant Ring （TWRR） and the experi- mental results show an excellent character of this window.     

X 波段50MW 速调管电子光学系统的初步设计

：采用PIC 模拟程序对X 波段50MW 速调管的电子光学系统进行了初步的设计。设计的电子枪压缩比>120, 阴极发射电流密度均匀,电子注轨迹层流性良好。模拟设计的电子枪区最大场强达到27.8kV/mm,属于可以承受的范围。     

C波段多注速调管高频系统的模拟研究

采用电磁仿真软件对C波段多注速调管的输入腔、输出腔及中间腔的高频特性进行了冷腔分析。采用CHIPIC软件对高频互作用区进行了整体建模。为得到稳定且较高的输出功率,对电子束,输入功率及输出耦合结构等参数进行研究分析。通过对结果的分析,模拟整个高频结构的工作情况,在电子束电压28 kV,总电流为14.96 A的条件下,得到了功率为225 kW的峰值功率,效率为50%。     

S波段35W GaN功率MMIC

报道了一款采用两级拓扑结构的2～4 GHz宽带高功率单片微波功率放大器芯片.放大器采用了微带结构,并使用电抗匹配进行设计,重点在于宽带功率效率平坦化设计.经匹配优化后放大器在2～4 GHz整个频带内脉冲输出功率大于35 W,小信号增益达到22 dB,在2.4 GHz频点处峰值输出功率达到40 W,对应的功率附加效率为3...     

METHODS FOR IMPROVING EQUIDRIVING POWER-FREQUENCY CHARACTERISTICS OF BROADBAND HIGH POWER KLYSTRON

Two methods for improving the equidriving power-frequency characteristics of broad-band high power klystrons are presented. One is that a comb-line bandpass filter with someattenuation properties is inserted between the TWT driver and the klystron for compensatingthe gain-frequency characteristics of the klystron to get the required equidriving power-frequencycharacteristics. The other is that a reactive element is connected with the input cavity to changeits resonance frequencies f_0 and Q_L, and thus to improve the power-frequency characteristics ofthe klystron.     

基于负载牵引的S波段40W LDMOS功率放大器设计

摘要：针对LDMOS功率放大器在S波段的设计难点,文中介绍了基于负载牵引测试技术的LDMOS功率放大器设计方法。阐述了负载牵引的测试系统和测试原理,并对LDMOS预匹配管进行了负载牵引测试,利用测试结果设计了一个工作频率为2.7～3.1GHz的LDMOS功放。功放的测试结果显示,工作频带内输出功率大于40W,增益超过11dB,效率超过了40%。从而为LDMOS功率放大器在S波段的设计提供了良好的借鉴作用。     

一种S频段调制器中频单元的设计与实现

阐述了一种S频段调制器中频单元的设计方案,针对中频单元的载波关断、本振泄漏、输出功率准确度、输出端口的回波损耗、输出杂散以及频综小步进输出和低相位噪声输出等设计难点进行了详细分析,并对关键电路进行了计算机仿真。给出测试结果为:杂散抑制-50dBc(1600MHz带内),相位噪声-86dBc/Hz@10kHz。该设备已在工程中广泛使用,性能稳定可靠,验证了该方案的可行性。     

S波段光纤放大器的研究

利用1064nm连续光纤激光器为泵浦源,上转换方式泵浦掺铥硅基光纤,实现了S波段的放大。实验采用后向泵浦方式,在1445—1485nm,得到了大于1dB的信号开关增益;在1485nm处峰值增益达到1．45dB。     

S波段高功率速调管发射机的设计

介绍了一种S波段高功率单注速调管发射机,叙述了发射机的组成形式并给出了其主要性能指标。重点介绍了该雷达发射机所采用的高可靠组合式固态调制器技术、大功率高稳定度集中式高压电源技术、大功率高压电源软启动技术、高压大功率固态反馈式de-Q稳幅技术、高压大功率集中式固态充电开关技术以及完备的监控保护、大电流回路的走线和结构设计等,最后展望了它广阔的应用前景。