改进速调管效率的十级静电降压收集极

在一只1千瓦连续波750兆赫速调管上测试了一个十级静电降压收集极,它是借助于模拟计算机进行设计的。在不同的高频激励情况下,计算和测量的性能达到良好地一致。利用降压收集极,在高频满功率输出情况下,经能量交换的电子注的能量中的60％可得以回收。管子的纯功率转换效率以未降压时的54.3％上升到约为70.9％。在二分之一满功率输出情况下测得收集极效率为70％。在零高频功率输出情况下,收集极效率是80％。为了达到上述结果,需要在最后漂移管和收集极之间装置一个小型的聚焦线包。当采用收集极降压时,没有发现寄生振荡或不稳定性,电子返转也未大量增加。相邻一对收集极的内部短路,仅使收集极性能略微降低。     

用于倍频程带宽、高性能行波管的小型、81～83.5％效率的2级和4级降压收集极

在美国空军(USAF)——国家航宇局(NASA)共同制定的规划中,Lewis研究中心正在进行电子对抗行波管效率的改进工作,它是通过采用多级降压收集极(MDC)以及在该中心所探索的对耗能电子注的再聚焦技术来实现的。在本规划的分析阶段,计算了整个行波管的三维电子注轨迹。轨迹计算一直到耗能电子注的再聚焦区和降压收集极。对收集极效率、收集极损耗和管子总效率进行了验证和计算。在实验工作方面,首先对不用多级降压收集极的管子性能进行估测,然后对耗能电子注的对称性、圆度和速度离散作了分析。最后,装上了多级降压收集极,使其性能最佳并进行了估测。对于理想的行波管,三维理论表明:具有对称、圆型并有最佳再聚焦电子注的2级多极降压收集极在中心频带有81％的效率(多级降压收集极),而4级多级降压收集极有85％的效率。实验结果所获得的数据表明:一个倍频程带宽——(4.8～9.6)千兆赫、功率为330～550瓦行波管的2级和4级降压收集极的最小多级降压收集极效率分别为81％和83％。     

用于线性注管的一种新型静电聚焦降压收集极

本文从理论上比较了可用于降压收集极的各种形式的减速静电场。不考虑空间电荷,聚焦场比散焦场有更高的收集极效率η收集极。在双曲线场这一特殊情况下,η收集极是电子注发散角、电子注直径和电子注初始能量的函数。η收集极随1)电子注发散角的减少,2)收集极尺寸与电子注直径之比的增加,3)电子注初始能量的增加和收集极级数增加而增加。实验研究了一种用于脉升比为8分贝的周期永磁聚焦高功率双模行波管的双曲线场型三级降压收集极。在50％、75％和100％的降压条件下,管子效率在低功率模式上为26％,而在高功率模式上为34％,相应的收集极效率为76％和71％。     

一种两级降压收集极行波管发射机高压电源的设计方法

为提高真空管发射机的工作效率,减小发射机的体积和质量,行波管发射机常采用多级降压收集极形式,可将行波管发射机的效率从18%(约)提高到45%(约)。详细介绍了一种高效、小型化两级收集极行波管发射机高压电源的设计原理和关键技术,并通过仿真验证了设计的可行性。     

多级降压收集极CAD中的二次电子发射模型

多级降压收集极被广泛应用于提高微波放大器件效率.多级降压收集极中的二次电子发射对其效率有重要影响.该文探讨了真二次电子、弹性反射电子、非弹性反射电子3种二次电子发射模型,对发射率、发射角度以及能量分布情况进行了深入分析,并对考虑二次电子后的收集极模拟计算收敛条件进行了讨论.上述结果在多级降压收集极CAD软件中得到应用,定量分析了其对多级降压收集极效率的影响.     

行波管用高压逆变电源

本文对现代雷达设备中降压收集极栅控行波管的供电方案和电源电路的设计方案作了分析和比较。针对改进型可控硅半桥逆变电路分析推导出一组公式。设计了一个电路,计算出其主要元器件参数并进行了验证。同时利用迭加原理和先进的电路技术设计出一组高性能、简单可靠的栅控行波管高压电源。     

D波段行波管三级降压收集极的设计

效率是行波管(TWT)的重要技术指标,为提高某一0.22 THz折叠波导行波管的效率,需设计多级降压收集极。对注波互作用后的电子注信息进行分析,估算收集极效率最高时的电压设置。利用电磁仿真软件对三级降压收集极电极结构和电压设置进行仿真优化,得到效率大于87.5%,回流电流小于0.328 9 mA的轴对称三级降压收集极;在第二电极入口采用斜口结构进行仿真优化,得到回流电流小于0.075 mA的非轴对称三级降压收集极。结果表明,采用斜口结构可以有效降低0.22 THz行波管多级降压收集极的回流电流。     

S波段连续波无截获栅控行波管的研究

介绍了S波段250 W大功率连续波无截获栅控行波管的设计计算和测试情况,整管采用金属陶瓷封接结构,周期永磁聚焦,底板传导冷却,单级降压收集极,N-K型射频同轴输出,SMA-K射频同轴输入.其主要的技术指标:输出功率≥250 W,增益≥35 dB,二次谐波≤-7 dB.     

特种文献索引

一、NASA报告 1.速调管 N 71-10020 磁聚焦空间应用的速调管静电多级降压收集极文中介绍了一种十级静电降压收集极。该收集极在变化激励的条件在750兆赫速调管上进行了试验。测试结果表明,工作性能与设计原理十分相符。在全饱和高频输出功率(1千瓦)下,这种收集极可将速调管未降压前的54.3％效率提高到70.9%。在输出隙缝和收集极之间使用一个小的聚焦线圈而获得了这种性能。 N71-36606 反射速调管实验研究     

“磁脉冲挤压法”组合降压收集极的新工艺

微波管中收集极要受到电子束轰击而发热,如果散热不及时,会出现收集极内表面熔蚀。收集极的散热问题、绝缘问题以及降压问题要同时考虑。降压收集极组件如果装配不紧密,收集极散热的效果就变差,导致大量放气,整管寿命缩短;挤压过紧则容易使陶瓷材料断裂,导致收集极的绝缘、耐压性能变差。运用国际上先进的磁脉冲挤压法技术,经过30多次试验,成功组合各类降压收集极40只。采用这种新工艺完全能够解决降压收集极组合的问题。     

CMOS RF power amplifier with reconfigurable transformer

A CMOS RF power amplifier that can change the output transformer ratio is presented. The CMOS power amplifier is fully integrated in a 0.13 /spl mu/m process and has a power added efficiency (PAE) of 38% at 2.1 GHz and an output power of 30.7 dBm with 3.0 V supply voltage. The PAE at an output power of 16 dBm was increased by 40% by altering the transformer ratio.     

Effects of output harmonic termination on PAE and output power of AlGaN/GaN HEMT power amplifier

The authors experimentally investigate and discuss the effects of output harmonic termination on power added efficiency (PAE) and output power of an AlGaN/GaN high electron mobility transistor (HEMT) power amplifier (PA). The AlGaN/GaN HEMT PA with gate periphery of 1 mm was built and tested at L-band. Large-signal measurements and comparisons of the PAE and output power were carried out at different DC bias conditions from 50% of saturated drain current (I/sub dss/) to 1% of Id., for the PA with and without output harmonic termination. For class-AB operation at 25% of I/sub dss/, an increase of about 10% in peak PAE and 1 dBm in output power were observed in saturated output power range. Improvements of up to 9% in PAE and 1.2 dBm in output power were achieved over the measured DC bias conditions provided the output harmonics are properly terminated.     

高功率1.48 μm国产掺磷光纤级联拉曼激光器

使用20 W/1.06 μm掺镱双包层光纤激光器作为抽运源, 抽运由300 m国产掺磷光纤和光纤光栅构成的级联拉曼谐振腔, 进行了高功率1.48 μm级联拉曼光纤激光器的实验研究。实验研究了不同反射率的输出光纤光栅对拉曼激光阈值和激光效率的影响。结果表明激光阈值随输出光纤光栅反射率的增加而减小。当使用25.7%的输出光纤光栅时, 激光器具有最大的转换效率, 在入腔抽运功率为12.1 W时, 获得了最大2.8 W/1.48 μm连续波激光输出, 相应的激光斜率效率和转换效率分别为31.3%和23.1%。通过监测1.48 μm激光的最大输出功率, 2 h内的功率波动小于5%。     

高功率密度自对准结构AlGaAs/GaAs 异质结双极晶体管

利用各向异性的湿法刻蚀和侧墙隔离技术实现了发射极金属和基极金属的自对准,采用该自对准技术成功地研制出了自对准结构的AlGaAs/GaAs异质结双极晶体管,器件直流电流增益大于20,电流增益截止频率fT大于30GHz,最高振荡频率fmax大于50GHz,连续波功率测量表明：在1dB增益压缩时,单指HBT可以提供100mW输出功率,对应的功率密度为6.67W/mm,功率饱和时最大输出功率112mW,对应功率密度为7.48W/mm,功率附加效率为67%．     

低温GaAs被动调Q锁模Nd:GdYVO4激光器的实验研究

采用低温生长的GaAs晶体作为被动饱和吸收体兼输出镜,实现了Nd:GdYVO4激光器调Q锁模运转.研究了Nd:GdYVO4激光器的基频运转特性及调Q锁模输出特性.实验结果表明,当用平面镜作为输出镜及泵浦功率为10W时,获得激光的输出功率是3.5W,光-光转换效率是35%;当用GaAs作为输出镜时,激光器调Q运转阈值是1.2W,而当泵浦功率是10W时,输出功率是1.88W,锁模脉冲的重复频率为114MHz.激光调Q锁模深度在7W时达到100%.泵浦功率为8W时,输出功率为1.58W,调Q包络脉冲的重复频率为91kHz,半峰全宽为43.2ns.     

280 W output power single-ended amplifier using single-die GaN-FET for W-CDMA cellular base stations

A single-ended amplifier using a single-die GaN-FET was successfully developed for W-CDMA cellular base-station systems. The developed amplifier delivers a peak saturated output power of 280 W with a linear gain of 12.6 dB at a drain voltage of 48 V under 2.15 GHz 3GPP W-CDMA signal input. It is believed that the 280 W output power is the record output power in single-ended amplifiers at 2 GHz band. A high drain efficiency of 29% is also obtained at 8 dB power back off from the saturated output power.     

Indium gallium arsenide microwave power transistors

Depletion-mode InGaAs microwave power MISFETs with 1-μm gate lengths and up to 1-mm gate widths have been fabricated using an ion-implanted process. The devices employed a plasma-deposited silicon/silicon dioxide gate insulator. The DC current-voltage (I -V) characteristics and RF power performance at 9.7 GHz are presented. The output power, power-added efficiency, and power gain as a function of input power are reported. An output power of 1.07 W at 9.7 GHz with a corresponding power gain and power-added efficiency of 4.3 dB and 38%, respectively, was obtained. The large-gate-width devices provided over twice the previously reported output power for InGaAs MISFETs at X-band. In addition, the first report of RF output stability of InGaAs MISFETs over 24 h period is also presented. An output power stability within 1.2% over 24 h of continuous operation was achieved. In addition, a drain current drift of 4% over 10⁴ s was obtained     

高功率密度自对准结构AlGaAs/GaAs异质结双极晶体管

利用各向异性的湿法刻蚀和侧墙隔离技术实现了发射极金属和基极金属的自对准 ,采用该自对准技术成功地研制出了自对准结构的 Al Ga As/ Ga As异质结双极晶体管 ,器件直流电流增益大于 2 0 ,电流增益截止频率 f T 大于30 GHz,最高振荡频率 fmax大于 5 0 GHz,连续波功率测量表明 :在 1d B增益压缩时 ,单指 HBT可以提供 10 0 m W输出功率 ,对应的功率密度为 6 .6 7W/ m m,功率饱和时最大输出功率 112 m W,对应功率密度为 7.48W/ m m,功率附加效率为 6 7%     

S波段连续波输出功率20W的SiC MESFET

采用自主开发的SiC外延材料和工艺技术,相继实现了S波段连续波状态下输出功率瓦级和10 W的SiC MESFET。经过版图设计的改进和工艺条件的优化,取得了S波段连续波状态下输出功率大于20 W,功率增益大于12 dB,功率附加效率大于30%的SiC MESFET研制结果。器件的功率增益和输出功率较以往的研制结果均得到显著提高,器件的反向截止泄漏电流也大幅度降低。由于器件未采用内匹配结构,其体积也比一般内匹配器件的体积小。研制结果为多胞合成实现更大功率输出的器件创造了条件,也使S波段连续波大功率输出器件的研制水平上了一个新的台阶。     

35 GHz GaAs power MESFETs and monolithic amplifiers

GaAs MESFETs optimized for power operation at 35 GHz are described. Various doping levels and potential barrier layers at the interface between the buffer and the active layers were studied. The best power performance was obtained from an FET on a very heavily doped active layer. A device on an AlGaAs heterobuffer had further improved output power. The best devices delivered output power densities of 0.8 W/mm with 23% efficiency, 0.71 W/mm with 34% efficiency, and 0.61 W/mm with 41% efficiency. Monolithic power amplifiers with a 400-μm FET generated 200 mW of output power. These amplifiers were monolithically power combined, resulting in 600 mW of output power at 34 GHz