Ka波段大功率脉冲行波管电子枪的仿真设计

介绍了一个输出功率为1ｋＷ 的Ｋａ波段、高电子注通过率脉冲螺旋线行波管电子枪的仿真设计。首先通过工程计算进行电子枪初步设计,在此基础上再分别采用了二维仿真软件TAU和三维仿真软件MTSS、MAXWELL进行电性能精确仿真设计,并采用ANSYS Workbench进行结构可靠性仿真设计,最终的仿真设计方案进行装管测试,得到一只阳极电压18500Ｖ,发射电流 368.7ｍＡ,整管静态通过率高于99％的电子枪。     

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。     

G波段行波管电子枪设计与实验

设计了用于G波段行波管的聚焦极调制皮尔斯电子枪,电子注电压20 kV,电流50.9 mA,注腰半径0.056 mm,射程10.3 mm。利用热-结构耦合分析和电子注轨迹仿真方法,分析了热形变对电子枪性能造成的显著影响。为了消除电子枪热形变的影响,设计了装配模具进行补偿,并得到了实验验证。该电子枪已用于多种G波段行波管,解决了关键部件技术问题。     

一种全金属外壳空间行波管电子枪研究

介绍一种空间行波管使用的电子枪,该枪采用全金属外壳套封结构、双阳极设计,并在内部设置消气剂,具有尺寸小、可靠性高、阴极寿命长、电子注层流性好等特点.文中将结合其性能及应用环境特点阐述其设计思路.期望这种设计方法能够为其他同类型电子枪的研制工作提供参考.使用这种电子枪的空间行波管已经完成了所有环境试验,阴极预测寿命大于15年,并且行波管的静态电子流通率大于99％.     

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。     

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。     

S波段大功率行波管电子枪设计

采用皮尔斯电子枪综合法设计，并在综合法设计中引入圆筒电极聚焦和双阳极设置概念，再通过Egu。数值模拟、优化，方便、快速设计出了S波段大功率螺旋线行波管高导流系数、大电流、高电流密度电子注电子枪，该电子枪成功加工装配在行波管整管中。     

X波段行波管阳极控制电子枪设计

大功率电子枪设计中的主要问题是如何构成强流电子束和使电子枪中电子束聚焦。利用差值计算的方法初步确定了电子枪几何尺寸参数,进而应用数值模拟的方法计算了电子枪的结构及束流特性,设计了应用于X波段连续波大功率行波管的阳极控制电子枪。该电子枪设计参数为：阳极调制,导流系数为0．44μP,射程大于37mm,注腰半径为1mm。结果表明,该电子枪可完全满足x波段连续波大功率行波管对互作用电子束的要求。     

S波段空间行波管返波振荡抑制研究

本文针对公司配套某型号卫星用S波段空间行波管输入端存在返波振荡的问题开展抑制方法研究,利用微波模拟 器套装MTSS软件通过合理设计螺距相速跳变方式和进一步匹配夹持杆衰减器分布方式及长度分配,消除了行波管输入端存在的返波问题,同时改善了行波管流通率,整管效率也提升3％左右,其他非线性指标同步改善。     

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。     

W 波段回旋行波管双阳极磁控注入电子枪的设计

回旋行波管是大功率、高频率的微波毫米波器件。根据W波段回旋行波管的要求,设计了双阳级磁控注入电子枪。由电子光学理论,计算得到电子枪的初始参量,然后利用粒子模拟软件MAGIC构造电子枪模型,分析电子枪各个参数对电子注性能的影响,为电子枪设计优化提供了一定的依据。最后优化得到符合设计要求的低速度零散电子枪结构。电子枪阳极电压为70kV,电流10A,电子注速比1.07,电子注横向速度零散0.8%。     

利用电子枪检测空间行波管真空度的方法

维持空间行波管内超高真空度对其稳定性和长寿命至关重要。本文介绍了一种使用空间行波管电子枪进行管内真空度检测的方法,主要介绍了此方法的原理、检测流程,给出了样管检测结果,对检测数据的分析验证了此方法具有良好的线性度和准确性。此方法为空间行波管在分离离子泵和封装后的管内真空度检测提供了一种有效手段。     

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。     

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。     

Ku 波段回旋行波管设计与分析

设计了用于Ku波段的介质加载回旋行波管。阐述了磁控注入电子枪的设计,采用均匀介质加载的结构来抑制回旋行波管的自激振荡,降低了回旋行波管的起振电流,同时提高了寄生模式的起振长度。设计了线极化输入耦合器。设计的回旋行波管工作电压为70kV,工作电流为10A,最大峰值功率210kW,最大功率处增益为35dB,3dB带宽为1.8GHz。     

Q波段小型化空间行波管可靠性设计与验证

本文针对Q波段小型化空间行波管应用及环境适应性特点,开展了与小型化空间行波管电击穿设计、热设计、结构设计以及长寿命设计相关的可靠性设计研究,并进行了相关试验验证,验证了各相关设计方法的可行性及合理性,为类似空间行波管可靠性设计提供重要设计参考,对小型化空间行波管可靠性设计具有一定指导意义。     

W波段回旋行波管新型曲线阴极磁控注入电子枪优化设计

设计了采用新型曲线阴极结构的W波段双阳极磁控注入电子枪,手动优化得到的电子注参数在速度比1.1时,纵向速度零散为1.84%.为了克服手动优化方法的繁琐和低效,引入了数值计算方法的优化策略,编制了基于MATLAB语言的遗传算法和模拟退火算法的优化程序,并结合二维电子光学软件EGUN对该W波段曲线阴极结构电子枪进行优化,优化得到的电子枪在保证电子注速度比1.1的情况下,纵向速度零散分别达到了0.81%和1.05%.与手动优化方法相比,数值优化方法不需要设计者干预优化过程,具有自动高效的特点,且优化结果更好.     

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...     

E波段空间行波管盒型窗设计与实验

根据空间通信发展需要对E波段空间行波管输能窗进行研究。窗片的材料选择金刚石,通过菲涅尔理论分析得到无反射盒型输出窗片的关键尺寸,并利用CST软件进行计算和优化,获得适合E波段空间行波管需求的输能窗。通过磁控溅射金属化窗片,封接出气密性良好的输能窗。测试结果表明,该窗在60～87 GHz频段内驻波系数低于1.1。