高效率毫米波行波管

行波管可以应用于雷达和卫星系统中,具有高效率、高功率和高增益的特点。文章介绍了国际上高效率毫米波行波管研制现状,分析了提高行波管效率的几个主要方法,包括提高电子效率、收集极效率及高性能电子光学技术。     

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。     

卫星应用的行波管

卫星行波管要求高可靠、轻重量、高效率和良好的相位幅度特性。本文讨论一种设计方法。卫星发射机已采用了10.95到12.75GHz的新通讯频带。这种应用的功率要求是10～20瓦的量级。为此,汤姆逊-GSF公司已研制出在频带10.95～11.20GHz和11.45～11.70GHz内提供20瓦的行波管放大器(图1)。电源——作为放大器的一部分一一是意大利厂商CGE-FIAR研制的。卫星行波管放大器应满足的特殊要求包括:能量消耗、重量、成本和电讯特性。其中着重强调的是行波管的特性,如:效率、可靠     

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.     

用于ACTS卫星下行线的20GHz双模行波管

本文介绍了先进的通讯技术卫星下行线放大器使用的双模行波管放大器,它设计的频率范围为102～20.2GHz、连续波输出功率为11～46W。     

行波管可靠性研究探讨

行波管广泛地应用于雷达、导航和卫星通讯等国防工程领域,被誉为武器装备的"心脏"。为了提高行波管的性能与质量,增强可靠性,国内外对于行波管的可靠性热设计、抗振可靠性及工艺可靠性等方面进行了大量的试验及模拟分析研究。由于行波管的生产成本及应用领域等因素,使得利用有限元模拟分析方法成为研究行波管可靠性的重要手段之一。在分析研究国内外行波管可靠性研究发展现状的基础上,借助于有限元模拟分析方法理论,在行波管的结构可靠性方面提出了新的思考。     

一种小型化行波管高压电源的设计

介绍了一种小型化行波管高压电源.该高压电源采用电流馈电型主动箝位推挽隔离DC-DC变换器结构.详细分析了变换器的各工作模态,并给出了理论的工作波形,利用该变换器设计了一款小型化行波管高压电源.实测输出电压为7.5 kV,最大输出功率为200 W,拓扑效率最高可达94％.实验证明该高压电源具有体积小、重量轻、效率高、负载调整率好等特点,可适用于弹载、机载等低电压供电的特殊应用.     

空间行波管

各种应用卫星迫切需求长寿命高可靠空间行波管，广泛的应用使空间行波管在近年里获得了长足的长进。采用先进的计算机模拟设计技术，使用长寿命阴极以及各种先进的微加工制造技术必使空间行波管更完善，得到更大的发展。     

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。     

卫星地面站用的高功率行波管M7864

行波管作为宽频带微波放大器的应用正不断增长,特别是螺旋线型行波管已广泛的用作微波通讯中的中继增幅器输出管,使用表明,它可以作为通讯卫星的良好输出管。但是,对于卫星地面站发射机所用的输出管以及用于宽频带雷达或电子对抗设备的输出放大管来说(在这种情况下,要求脉冲功率为100千瓦以上,而在一个宽频带内要求连续波功率为1千瓦以上),由于行波管螺旋线慢波结构的热容     

高效率连续波行波管的研制

叙述了某机载连续波行波管的研制情况,该管的研制达到一次成功,具有效率高、工艺一致性和重复性好的特点,同时对可靠性保证方面也给予了充分考虑。     

C波段80 W空间行波管的研制

针对C波段80 W空间行波管进行了优化设计。利用微波管模拟器套装(MTSS)模拟高频慢波结构、注波互作用,运用CST软件模拟了磁系统和输能耦合系统,在输能结构的设计中考虑了微放电效应,设计窗的功率阈值远远大于欧空局8 dB设计要求,降低了管子工作时因微放电而造成损坏的风险。通过MTSS着重优化了高频方案,最终制管完成测试,获得了输出功率大于80 W,效率大于65%,相移小于45°,AM/PM转换系数小于3.5°/dB。     

基于可回收能力的空间行波管高效率研究

效率是行波管设计的重要指标之一。对于空间行波管,效率的提高可以立即转化为经济效益。本文通过对注波互作用电路参数的优化设计,得到便于收集的“作用完了”的电子注。通常具有高电子效率的电子注,能量分散较大,不利于收集。通过设定电子效率大于25%这个限制条件,来保证了具有高可回收能力的电子注,同时具有较高的输出功率。在遗传算法中调用3 维MTSS,用来计算注波互作用后的输出能量和电子能谱图。并对一支Ku 波段的螺旋线行波管进行优化设计,从数值计算结果来看,可回收效率提高到了89%,且具有26.9%的电子效率。     

Ku波段高效率脉冲行波管的研制

简要介绍了Ku波段高效率脉冲行波管的设计、CAD计算和测试结果。通过对电子枪、聚焦系统、慢波电路、电子注和慢波线高频场大信号互作用的计算、收集极的设计,获得了符合新雷达系统技术指标要求的整管。实测结果为:在Ku波段2 GHz频带范围内,等激励、脉冲输出功率大于2.2 kW、效率大于30%。     

X波段脉冲空间行波管输出结构可靠性研究

X波段脉冲空间行波管主要用于轻型SAR等雷达系统,要求行波管具有高功率、高效率、高可靠的性能。输出结构是行波管的重要部件,其可靠性不仅影响行波管的输出功率等性能,还影响行波管的稳定性与可靠性。该文针对X脉冲空间行波管输出结构进行可靠性研究,通过电、磁、热多物理场耦合的方式对它进行热、力结构可靠性分析,按分析结果对输出结构薄弱环节进行改进,耐冲击能力增强,并经过1000 h以上的整管老练及空间环境试验验证,输出结构具有较高的可靠性,满足空间环境试验及使用要求。     

脉冲行波管发射机功率合成技术的研究

一种提高发射源射频功率的有效方法是采用空间功率合成技术,应用多部子阵发射单元作为馈源,通过相控阵技术在空间合成获得远高于单管发射机射频能量,发射机功率合成技术是实现空间功率合成关键技术,要求射频源在宽带内具有高的幅相稳定,各子阵发射机在宽带内要求幅相一致。文中介绍了一种工程化的脉冲行波管功率合成体制的发射机,分析了提高发射机幅相性能的技术问题,进行了功率合成效率分析,给出了发射机主要试验结果,对其广阔的应用前景作出了展望。     

大功率行波管的现状与发展

概述了国内外大功率行波管的技术现状,对大功率行波管所涉及的关键技术进行了讨论,并介绍了我所在研制X波段脉冲行波管项目的进展情况。