S波段小型化高峰值功率多注速调管提高效率的研究

针对一个已有的S波段小型化6 MW多注速调管进行效率提升研究。通过优化输出腔和输出波导系统的设计,提高电子光学系统与高频结构的互作用效率和速调管的效率,进而减少速调管的供电功率。经过优化后的速调管在保持原有的小型化设计下,效率提升了10%。     

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。     

Ku波段1 MW小型化高峰值功率多注速调管

介绍了一种Ku波段1 MW小型化高峰值功率多注速调管的研制。通过对高性能电子光学系统、TM₄₁₀模式高频系统设计以及高峰值功率输出窗在内的多个关键技术作了详细分析和介绍,总结了速调管的设计方法,最终实现良好的电子注动态流通率、50 MHz以上的输出带宽及1 MW以上的功率输出。设计过程和结果可指导其它同类型Ku波段高峰值功率多注速调管的设计。     

高峰值功率多注速调管的发展

高峰值功率多注速调管是一种新型的微波电真空器件,其广阔的应用前景已受到人们的高度关注。本文详细介绍了国际上已经研制成功和正在研制的几种高峰值功率多注速调管的情况,给出了这些速调管的具体参数,讨论了这些速调管在研制过程中需要解决的关键技术问题。     

S波段多注速调管

简要介绍了一种S波段多注速调管的设计研制思想、技术特点、计算模拟和测试结果。     

S波段10MW小型化高峰值功率多注速调管的研究与应用

采用高流通率电子光学技术、高效率高频系统设计技术等关键技术实现了S波段10 MW量级多注速调管的设计和研制。由于该速调管主要通过永磁聚焦的多注方案设计实现了高峰值功率速调管的小型化设计,增加了速调管的实用性和灵活性。设计结果可以指导其它同类型的S波段峰值功率多注速调管的设计。     

高峰值功率速调管的研制进展

本文详细介绍了中国科学院电子学研究所在发展高峰值功率速调管方面取得的最新进展,给出了这些速调管的主要技术特点和技术指标,讨论了高峰值功率速调管在研制中存在的关键技术问题.     

S波段多注速调管电子枪设计

介绍了一种应用于S波段同轴腔高功率多注速调管的电子枪设计方案。该电子枪总电子注数目为40个(内层19个,外层21个),工作电压为60 kV,总电流为300 A(平均分配在40个电子注上),单注导流系数为0.51μP,总导流系数为20.4μP,设计的阴极电流发射密度小于12 A/cm²,电子枪内最大场强为16.6 kV/mm。为使系统小型化,采用周期反转永磁聚焦系统约束电子注,聚焦系统由四组磁钢形成三个磁场均匀区,三个均匀区的磁场逐级增大,最小磁场强度为0.11 T,最大磁场强度为0.12 T。采用三维计算软件对电子注静电轨迹、磁场分布及聚焦轨迹进行了计算和优化,设计的多注电子枪电子注通过率达到了100%。     

S波段10%带宽高平均功率多注速调管的研制进展

本文报道了中国科学院电子学研究所在S波段宽频带高功率多注速调管方面的研究进展。该多注速调管峰值功率500 kW,平均功率30 kW,瞬时相对带宽为10%,是电子所目前宽带多注速调管中平均功率最大的一种管型。最大的挑战为实现宽频带的同时在高平均功率工作状态下保障强流电子注的聚焦和传输,减少高频状态下的电子注截获。目前研制出了两只样管,采用基模工作模式,24个电子注,注电压为29 kV,注电流50 A。经过测试,在10%的相对带宽内,效率大于40%,输出增益大于37.5 dB,本文将介绍相关的仿真结果和热测结果。     

Ke波段小型多注速调管

介绍了近期研制的Ke波段小型多注速调管，对该管的设计特点、结构特点作了较详细的介绍，还对设计该类型管的技术关键进行了分析。     

X波段100kW宽带大功率多注速调管

介绍了一种X波段宽带大功率多注速调管。该速调管工作于TM220高次模式,采用四组28个电子注栅控电子枪结构,为保证整管的输出带宽及增益采用多腔参差调谐结构高频段及多级滤波器输能系统,为实现满工作比7%工作采用电磁线包聚焦。测试结果其输出带宽达到300MHz,峰值输出功率达到100kW,平均输出功率达到7kW。     

12%带宽S波段大功率速调管的研制

中国科学院电子学研究所长期致力于宽带大功率速调管的研究,并不断取得速调管带宽的突破。在S波段,继成功突破10%和11%带宽之后,最近又研制成功了相对瞬时带宽大于12%的速调管[1],使该所在宽带速调管的研究领域,始终位于世界的领先行列。本文详细介绍了该12%带宽速调管的设计理念、数值模拟结果和测试结果。     

中功率宽带多注速调管的研制进展

介绍了Ku波段中功率宽带多注速调管的最新研制进展情况,该管实现了工作电压14 kV、带宽大于1.8%、脉冲功率大于20 kW的指标。文中给出该管的试验数据,并对其中的关键技术进行了分析。     

S波段宽带连续波速调管的研制

本文介绍了一种用于通信系统的S波段宽带连续波速调管,详细给出了两种宽带输出电路：滤波器加载重叠模双间隙耦合腔宽带输出电路和三节滤波器加载宽带输出电路的设计、计算和测试结果。最后,给出了分别采用上述两种宽带输出电路的速调管样管的测试结果,其中采用三节滤波器加载宽带输出电路方案的样管在大于4.6%的瞬时带宽内获得的连续波输出功率大于17 kW。     

高次模式多注速调管

介绍了高次模式多注速调管的特点、设计方法及部分研究情况。     

宽脉冲大功率多注速调管

介绍了近期研制的X波段宽脉冲大功率栅控多注速调管的情况,该多注速调管在1.1ms脉冲宽度下实现了130MHz内6kW平均功率的稳定指标。本文对其结构特点也作了相应的介绍。     

TM220高次模多注速调管矩形谐振腔

运用Isfield3D三维电磁场计算软件对C波段TM220高次模多注速调管矩形谐振腔模型进行计算机模拟，得出TM220工作模式的频率、特性阻抗和场分布图。并对该模型进行了冷测试验，测试结果与计算相符。提出了一种抑制杂模方法，计算机模拟和冷测试验均验证了该方法的有效性。该模型的研究为进一步研制工作于TM220高次模多注速调管的高频系统提供了理论和实验依据。     

S波段5MW大功率速调管的研制

本文介绍了S波段脉冲5 MW高平均功率脉冲速调管的设计和制造情况。设计主要包括电子枪光学系统、电磁聚焦系统、高频谐振腔系统、射频馈入与输出系统、收集极热状态情况。研制的样管经测试已基本达到预期目标,研制过程中对部分关键工艺进行了研究,提高了速调管在大功率下的工作稳定性。