Ka波段30W空间行波管

介绍了未来星际通讯用Ka波段30W空间行波管的最新研究进展。行波管电子枪采用传统的皮尔斯型电子枪,高频结构采用螺旋线慢波结构和品型夹持结构,为了保证较高的收集极效率,采用四级降压收集极。测试结果表明在工作频带内行波管输出功率超过34.6W,总效率超过47.5%。当行波管工作于低频状态时,行波管总效率超过了50%,已达到目前国外同等功率量级Ka波段空间行波管研究水平。     

L波段230W空间行波管大功率、高效率技术研究

针对导航卫星系统对导航分系统大功率的需求,介绍了L波段230 W空间行波管在大功率、高效率、低谐波抑制比等重要指标实现方面的技术研究进展,通过对慢波电路、输出结构和四级降压收集极的优化设计,攻克了该波段产品高功率、高效率的难点,研制出符合技术要求的样管,实现了全频带内样管功率大于235 W,效率大于65%,并给出样管测试结果。     

一种应用于Ku波段脉冲行波管的两级降压收集极的研究

本文介绍了一种应用于Ku波段脉冲行波管的两级降压收集极的研制结果,应用了该两级降压收集极的Ku波段脉冲行波管的总效率已经达到40%以上。     

空间行波管慢波结构及注波互作用模拟设计

设计了Ka波段螺旋线行波管的慢波结构,分析其色散特性曲线和耦合阻抗,对高频系统进行了优化;利用PIC粒子模拟得到在工作频带内饱和输出功率＞73.5 W,增益畸变＜2%,并对试制样管进行了试验,测得在工作频带内输出功率＞45 W,电子效率＞12.5%,采用4级降压收集极后总效率大于40%,最后对模拟结果和实测结果的差异原因进行了简单分析。     

W波段行波管功率提升研究

行波管为发射机提供放大信号,其输出功率直接决定着系统的作用距离,是系统的核心部件之一。本文从提升电子效率和电子注功率两方面开展研究,以提升W波段行波管输出功率。基于折叠波导互用电路相速跳变设计,研制出8 GHz带宽内输出功率大于250 W的W波段行波管。提出非半圆弯曲折叠波导与相速跳变技术结合的设计方法,使W波段行波管输出功率和电子效率最高分别达到647 W和13.4%。提出一种四端口式高频结构和一种双弧弯曲折叠波导慢波结构,大幅提升了行波管对工作电流的聚焦能力,基于两种新型结构的创新研究,完成了千瓦级W波段行波管设计。     

V波段空间行波管研制

本文介绍了国内外V波段空间行波管研究进展,给出了作者在V波段空间行波管设计和性能测试结果.V波段空间行波管电子枪采用传统皮尔斯型电子枪,高频采用螺旋线结构,为了提高行波管效率,采用四降压收集极.测试结果表明在工作频带内V波段空间行波管连续波饱和输出功率超过20 W,总效率超过21.8％,行波管动态流通率超过98％,在整个工作频带内行波管饱和增益超过了43 dB.     

微型多级降压收集极的电、热及动力学优化设计

介绍一种对行波管中使用的微型多级降压收集极进行电、热及动力学优化设计的系统方法,同时期望这样一种方法能够移植到行波管其他部分的设计优化中。优化所得的收集极在全频带上的仿真效率达到79.5%以上,其散热能力满足环境要求,热裕量充分,并且结构强度远超环境需要。     

Ka波段行波管提高效率研究

本文针对Ka波段高效率行波管的特点,采用专门的设计技术提高电子互作用效率、收集极效率、电子流通率和采用匹配良好的输能系统,实现了Ka波段30 W,55 W,80 W和100 W系列连续波行波管,效率达到45％～60％范围.     

一种应用于合成孔径雷达的高效率脉冲行波管的研制

本文介绍了一种Ku波段脉冲行波管的研制结果,其总效率在使用一级降压收集极的情况下已经达到30%以上。     

50GHz高效率螺旋线通信行波管研究

针对50 GHz通信行波管高通量卫星上行链路的应用背景,通过仿真计算和样管试制对Q/V波段螺旋线行波管总效率和线性工作效率的提升开展技术研究。在确定行波管电参尺寸、电子注互作用后,采用三级降压收集极,在收集极电子入口处设计“偏心”带“挡板”结构,实现电子注能量回收并抑制返流,研制出总效率优于40%、饱和输出回退6 dB效率优于20%的50 GHz螺旋线行波管。     

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.     

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。     

高效率偏心多级降压收集极的研究

本文以高效率、低返流率为优化目标,对K 波段行波管的多级降压收集极进行设计。通过MTSS 软件对收集极 进行优化,从模拟结果中可知：当电子注工作在动态时,考虑和未考虑二次电子的情况下,收集极的效率分别为82%和 79.15%,电子回流率分别为0.08%和0.39%。此结果满足毫米波行波管设计的要求,相关的实验测试正在进行中。     

高效率行波管的设计

采用速度渐变和电压跳变使行波管的电子注与电路中的波速再同步,改进了效率。文中详细叙述了二种采用降压收集极的 X 波段行波管的设计。     

Ku波段150W空间行波管的设计和研制

本文介绍了中科院电子所Ku波段150 W连续波空间行波管的设计、模拟和测试结果。该行波管采用双阳极电子枪、螺旋线跳渐变慢波结构、非轴对称四级降压收集极、辐冷型散热器。动态通过率在98.5%以上,在12.25~12.75 GHz范围内输出功率大于154 W,效率大于62%,增益大于51.8 dB,饱和点非线性相移小于46.65°,AM/PM变换系数小于4.31°/dB。环境试验结果表明行波管结构设计符合卫星力学环境条件,热设计符合空间环境试验条件。     

Ka波段连续波500W螺旋线行波管研究

Ka波段螺旋线大功率行波管在大容量的通信系统中具有重要作用,本文介绍了目前大功率连续波螺旋线行波管的现状,对相关技术进行了分析。通过对高频结构的互作用分析、热分析、多级降压收集极等分析,设计了一个Ka波段连续波500 W行波管的螺旋线互作用结构,计算机模拟结果表明可以满足设计要求。     

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。     

26.5-40GHz 高效率宽带毫米波行波管高频系统仿真设计

优化高频系统慢波结构参数,分析了慢波结构的材料及T 型夹持杆对高频损耗的影响,设计了一种未加载翼片结构的双渐变螺线26.5-40GHz 40W 宽带行波管,试验测试宽频带内电子效率超过12%,采用4 级降压收集极后总效率大于37%。     

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％。     

多注行波管收集极的设计与模拟

多级降压收集极是提高行波管效率的有效途径,本文在粒子算法的基础上,编写了多注行波管收集极的专用软件,实现了电子收集的三维模拟,计算结果与二维程序进行了比较,并利用该软件设计模拟了一个五注行波管两级降压收集极,对计算结果进行了分析。