Q/V波段空间行波管及应用

Q/V波段空间行波管具有工作频率高、带宽宽、传输速率快等优点。本文介绍了国内外Q/V波段螺旋线行波管的研究状况以及在未来空间应用情况。     

X波段脉冲空间行波管研制

本文主要介绍了X波段脉冲空间行波管的研制进展。通过解决大功率抑制返波振荡设计、高效率设计、栅网可靠性设计,研制出X波段1600 W脉冲空间行波管,实现功率1600 W峰值输出功率,效率50%的技术状态。     

小型化Ka波段行波管研制

小型化毫米波平台要求行波管体积小,行波管各主要部件结构上要进行小型化设计,本文简要介绍了Ka波段行波管小型化的关键和设计方案及制管结果。行波管长度减小了73mm(从230~167 mm)。     

E波段连续波空间行波管研制进展

针对高波段空间行波管的卫星通信应用需求,介绍了E波段连续波空间行波管的研制情况。该行波管通过进一步优化折叠波导慢波结构参数和调整周期跳变方案,实现改善带内增益波动性、提高效率的目的。研制出的样管在14.7 kV、74 mA条件下,实现电子注动态流通率高于98%,在71~76 GHz范围内,输出功率大于85 W,总效率大于37%,增益大于40 dB。     

Ka波段500W脉冲空间行波管研制

针对空间探测领域的应用需求,本文采用大功率返波振荡抑制技术以及过渡波导输能技术,设计出了一种Ka波段580 W脉冲空间行波管。经过实际的样管测试验证,功率≥580 W,饱和增益≥47 dB,实现了Ka波段500 W脉冲空间行波管主要技术参数。     

Ku波段200 W辐冷空间行波管研制

空间行波管用于实现微波信号的放大,因此需要具有较高的转换效率、可靠性等指标.本文利用模拟软件对双阳极电子枪、双渐变螺线慢波结构、四级降压收集极等结构进行设计,实现了大容量通信卫星对Ku波段行波管提出的大功率、高效率、辐射散热等需求.在此基础上研制的Ku波段辐冷空间行波管实现了1 GHz带宽内功率≥202 W,效率≥67...     

300W Ku 波段栅控脉冲空间行波管放大器研制

简要介绍了300 W Ku 波段栅控脉冲空间行波管的计算机模拟,形成了可行的设计方案。着重解决栅控脉冲空间行波管的关键技术问题：高效率和高可靠性。     

K波段螺旋线型行波管研制

研制出频带覆盖K波段、输出功率分别为60 W、120 W两种行波管产品,同时在这两种产品的基础上进行部分设计改进,研制出K波段带宽1 GHz,饱和输出功率250 W通讯用的行波管。60 W/120 W行波管采用传导冷却方式,二者具有相同的外形结构及工作电压。该系列行波管采用两级降压收集极,其全频带效率达到30%附近。250 W通信用行波管在前两种管型的基础上采用小型化的结构,有效地减小行波管的体积与重量,同时采用三级降压收集极,其总效率达到40%以上。     

C波段脉冲行波管的研制

环圈慢波线是新型的慢波结构,与螺旋线慢波线相比,环圈慢波线有基波耦合阻抗大、返波分量小、相位特性好等独特的优点,本文介绍了采用环圈慢波结构的C波段脉冲行波管的研制过程。     

Q波段宽带螺旋线行波管研制

针对当前武器装备小型化、多功能特点,研发了一支多用途Q波段螺旋线行波管。该管采用聚焦极电子枪、螺旋线慢波线、PPM聚焦系统和三级降压收集极。适当调节阴极和阳极工作电压可实现Q波段宽频带功率输出,对多用途雷达、电磁兼容、通信装备一体化设计具有重要意义。样管性能：在频率33～39 GHz,占空比70%,峰值功率大于260 W,总效率超过47%,可作为毫米波雷达源,用于地貌绘制和恶劣天气云层厚度探测;在频带40～50 GHz提供最小170 W的连续波输出功率,总效率超过39%,既能拓展电磁兼容实验室频谱,还可应用于高速移动车辆、无人机,通过移动卫星上传视频、图像数据等。     

Space qualified low-/high-power radar TWTs

This paper is a report about recent development activities in the area of space-qualified pulsed traveling wave tubes (TWTs). For an economical development in such a low-volume market, the application of a modular design concept is necessary. As an example for such a concept, two projects will be described, a high-power X-band TWT with 6-kW peak output power and a low-power Ku-band TWT with 135-W peak output power.     

空间行波管阴极寿命试验

本文介绍了对用于空间行波管的M型阴极进行的寿命试验。阴极寿命试验的载体选用普通玻璃二极管与电子枪,用于试验的M型阴极在40支普通玻璃二极管中的累计试验时间已经超过681000 h,在16支电子枪和2支行波管中的累计试验时间已经超过275000 h。对阴极的钡蒸发测量表明在空间行波管的工作年限内,M阴极主要受到膜层退化的影响,而一般不会出现钡耗尽的问题。因此基于电子枪寿命试验的数据,由膜层退化导致的阴极实际功函数增加,得出了M型阴极寿命模型,并对一定工作条件下的阴极寿命时间进行推算。同时作者发现：对于长期的阴极寿命试验,普通玻璃二极管不能有效保持其内部真空度,阴极发射下降较快;在电子枪中,阴极发射稳定。电子枪更适合作为阴极寿命试验的载体。     

V波段体效应振荡器

V波段体效应振荡器采用反射型腔稳振荡结构,工作频段为60～75GHz,输出功率从20mW到90mW,在环境温度为-40～+55℃范围内,振荡器的频率稳定度为-0.5MHz/℃,功率稳定度为-0.04dB/℃.     

V波段变容管三倍频器

设计制作了一个从22.8GHz到68.4GHz的封装型变容管三倍频器,这是目前报导的用封装型变容管所达到的最高频率。该倍频器在结构上实现了空闲回路独立可调,从而提高了倍频效率。当频率为22.8GHz而输入功率为47mW时,最大三次谐波输出为4.9mW,最大倍频效率为10.4％,输出频率至少在2GHz的范围内倍频效率不低于7％。     

低热耗空间行波管电子枪仿真与结构优化

为提高空间行波管的效率,本文采用在阴极热屏筒上开孔的方法减小热子功耗,通过仿真得到优化的阴极热屏结构,并对仿真结果进行了实际测试和验证.结果 表明,实测数据与仿真数据在仿真模型规定的950～1010℃范围内,仿真模型的误差范围在2.47％～4.45％之间,电子枪热子热耗降低了24.28％.     

空间行波管非线性参量优化设计

对空间行波管重要的非线性参量进行了研究,优化了某Ka波段空间行波管高频设计,在保持较高电子效率的情况下,其非线性性能得到显著改善。     

V波段0/π调制器设计

V波段0／π调制器采用微带一槽线耦合结构，通过控制并联在槽线环上的一对渠式引线肖特基二极管的工作状态，实现了平衡式毫米波0～7c调相器。电路不但插损很小，而且达到了很好的相位和幅度平衡度。     

V-Band GaAs pHEMT Cross-Coupled Sub-Harmonic Oscillator

A$V$-band cross-coupled sub-harmonic injection-locked oscillator has been designed and fabricated using 0.15-$mu$m GaAs pHMET technology. Based on the known harmonic injecting circuit topology, this oscillator was designed by a differential output approach, a low-$Q$microstrip-line resonator, and a current mirror, which has a free-running oscillation frequency around 60GHz with a tuning range of 2.5GHz (from 57.8GHz to 60.3GHz). The maximum single-end output power is 3.8dBm with a dc dissipation of 225mW under a$-$3V supply voltage. Within the input matching network for second (30GHz) and fourth (15GHz) sub-harmonic signals injection, it demonstrates the maximum locking ranges close to 120MHz and 30MHz, respectively.     

毫米波行波管用衰减瓷

针对毫米波行波管用衰减瓷,就衰减瓷在复合粉体制备工艺、微观结构和材料性能测试等方面作了详细论述.