S波段5kW环圈行波管

本文介绍环圈结构的特性和整管的设计。所研制的Ｓ波段环圈行波管在２．３－２．７ＧＨｚ频率范围内脉冲功率大于５．５ｋＷ，饱和增益大于３９ｄＢ，电子效率大于２０％。该管的性能参数和尺寸满足了技术指标的要求。     

清华大学X波段兆瓦级同轴磁控管的研制进展

在过去的十余年中,清华大学加速器实验室致力于X波段同轴磁控管的研发。自2012年成功研制出X波段1.5 MW同轴磁控管(XM-2012)以来,坚持在物理设计、加工工艺和老炼测试等环节进行深入研究,在原有基础上迭代优化出MGT3、MGT4等型号的同轴磁控管,最新样管峰值功率达到1.7 MW以上,与新研发的X波段加速管集成,研制出高稳定性紧凑型加速器系统,剂量率达到800 cGy/min(1 m)以上,达到与S波段加速器系统同等水平;同时对磁控管锁相理论和功率合成进行了大量研究,并在此基础上发展出平行阴极磁控管,将X波段磁控管的输出功率提升到S波段磁控管水平,为进一步拓展X波段高功率磁控管的应用打下了坚实的基础。     

S波段15 kW连续波磁控管注入锁频实验研究

注入锁频是磁控管相干功率合成的基础,本文开展了15 kW磁控管的注入锁频实验,研究了注入微波功率与可牵引带宽之间的关系。实现了15 kW磁控管注入锁频,分析了不同注入功率下磁控管可牵引带宽。实验结果表明,磁控管注入锁频牵引带宽随注入功率增大而增加,在165 W注入功率下牵引带宽达到5 MHz。该15 kW磁控管可用于大功率微波相干功率合成,为多支大功率磁控管进行功率合成研究奠定了基础。     

S波段1 kW连续波磁控管拓展注入锁频带宽

注入锁频技术是实现多只磁控管相干功率合成的关键技术。对S波段1 k W连续波磁控管输出信号频谱的改善进行研究,分析了灯丝电流对磁控管输出特性的影响,通过降低灯丝电流使磁控管自由振荡下的输出微波频带宽度由10 MHz降低至300 k Hz。通过提高参考信号的注入功率,有效地拓展了连续波磁控管的注入锁频带宽,最终获得了高达14 MHz的注入锁频带宽。在不同注入功率比的情况下,该连续波磁控管的外观品质因数QE为52~72。     

30kW连续波磁控管的研制

本文叙述了大功率连续波磁控管的研制成果,该管为2450MHz、大功率、水冷、非包装式、全金属陶瓷结构、固定频率连续波磁控管,该管最大工作效率可达72％,最大连续波输出功率可达30kW,主要用于工业加热和等离子体应用,该管的研制成功为国内微波能应用提供了高效率的微波源。     

S波段图传微带功率放大器的研制

本文给出了用于某工程S波段图传微带功率放大器的设计方法和实验结果。与国内外同类产品进行了比较,该功率放大器明显具有成本低,增益高,尺寸小等优点。     

C波段连续波磁控管设计

本文介绍了一种C波段连续波磁控管的设计仿真,首先进行了谐振腔参数设计,通过CST仿真软件进行本征模分析,建立了高频结构模型模拟动态PIC仿真,再通过对比磁控管预起振时阳极电流的不同状态,反向分析阴极的不同发射条件对磁控管起振的影响。最后完成对磁控管制管测试工作,得到工作电压6.3 kV,工作频率5.8 GHz,输出功率1 kW,阳极电流0.3 A及效率52.9%的C波段连续波磁控管。     

降低同轴磁控管前沿抖动的实验与工程设计

就同轴磁控管在研制、生产、使用中的一些问题进行综合分析。结合对同轴磁控管的理论模型的探讨，将管子的冷、热测理论和实际制管过程的工艺参数设定有机地联系起来。建立了一套工艺测试技术标准，保证了制管成品率，达到了工厂批量生产的水平。     

应用ANSYS对同轴磁控管频率稳定度的优化设计

同轴磁控管的频率稳定度越来越受到雷达整机的重视,影响同轴磁控管频率稳定度的因素有多方面的原因,频率热漂移是其中最主要的原因之一。同轴磁控管频率热漂移主要是由其同轴腔决定。本文应用ANSYS对同轴磁控管频率热漂移进行模拟分析,对不同环境温度下同轴谐振腔的电磁场、热场以及结构应力进行了模拟仿真分析。根据分析结果选择和优化结构零部件材料,在模拟仿真达到设计参数要求的基础上进行装管验证,能够缩短产品研制开发时间,减小同轴磁控管的频率温度系数,提升工作频率稳定性。     

S波段5.5MW高功率脉冲磁控管

本文介绍了一只S波段5.5MW高功率脉冲磁控管的研制,该磁控管主要用于电子直线加速器的高功率微波源。文中阐述了研制过程中一些主要技术问题解决方案、部分模拟计算和制管测试结果。该管测试性能与e2v同类型管对比,各项参数基本一致,可以实现无缝替代与工业化量产。     

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。     

π-TM610模同轴双间隙腔耦合同轴线输出电路

该文提出一种适合于X波段多注速调管的π-TM₆₁₀模双间隙同轴腔的同轴线输出电路,并详细分析了其带宽和输出功率容限等重要性能,结果表明：π-TM₆₁₀模双间隙同轴腔耦合同轴线之后,输出腔中各个电子注孔的特性阻抗仍然很均匀;但由于输出腔外观品质因数太大而且无法使其降低,导致输出频带较窄;输出功率容限则为1MW左右。因此它比较适合作为高射频段的高功率窄带多注速调管的输出电路。     

同轴磁控管抑制干扰模式的新方法

本文详细阐述用于脉冲同轴磁控管干扰模式抑制的一种新方法,并被用于实际生产,效果十分明显.     

Study of Mode Coupling on Coaxial Resonators

A study of mode coupling phenomenon of coaxial resonators has been conducted with theories.Through establishing the source-free transmission line equation,boundary conditions of the coaxial resonators with a corrugated inner conductor are analyzed.In the end,calculations are performed in a wide range of corrugation parameters for the resonator of the Karisruhe Institute of Technology (KIT) relevant coaxial gyrotron.     

大直径波纹内导体同轴慢波结构特性的研究

提出了易以加工的大直径波纹内导体相对论返波振荡器慢波结构,推导了这种慢波结构的冷色散方程和耦合阻抗计算公式,数值计算并详细分析了相关结构参数对TM_0n模式色散曲线分离度以及TM₀₂模式的高频场耦合阻抗的影响.结果表明:慢波结构周期、波纹深度以及电子注平均半径都对高频场耦合阻抗有影响;这种慢波结构在抑制模式竞争、以及在低引导磁场下工作等方面都有较大的优势.     

S波段系列SiC MESFET器件研制

SiC材料具有宽禁带、高电子饱和漂移速度、高击穿电压、高热导率和相对低的介电常数等优点,使SiC MESFET在微波功率等方面的应用得到了快速发展。采用国产SiC外延片,解决了欧姆接触、干法刻蚀及损伤修复等一系列工艺难题;针对不同应用背景,研制出总栅宽分别为1、5、15、20mm系列SiC MESFET样管。在2GHz脉冲状态下,300μs脉宽、10%占空比、20mm栅宽器件单胞输出功率超过80W,功率密度大于4W/mm;15mm栅宽器件在3.1~3.4GHz频带脉冲功率输出超过30W。该研究结果为SiC器件的实用化奠定了基础。