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冷阴极磁控管是一种性价比很高的可靠微波源,它具有瞬时启动、寿命长、可靠性高、系统容易实现小型化的优点。选用钯钡合金和难熔金属钽作为冷阴极材料,钽环作为一次发射体,由场致发射提供一次电子,钯钡合金为二次发射体,钯钡合金在一次电子的轰击下产生二次电子,两者提供磁控管阴阳极电流,实现磁控管正常振荡。从理论上详细分析了钽环厚度和钯钡合金温度对冷阴极启动特性的影响,基于理论分析结果,开展不同钽环厚度和阴极温度条件下磁控管工作性能研究,最终选用厚度为0.05 mm 的钽环作为冷阴极一次发射体,阴极工作温度在315~836 益之间,成功研制输出功率20 kW的Ka 波段冷阴极磁控管,冷启动稳定时间小于5 s,工作寿命超过500 h 相似文献
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采用非π模空间谐波工作是磁控管往毫米波和太赫兹方向发展的有效实现手段,与同频率π模基波工作磁控管相比,空间谐波磁控管的谐振腔尺寸更大,磁场更低,但效率偏低。本文从单电子模型出发,分析了空间谐波磁控管注波互作用,得到单电子瞬时功率影响因素的公式,电子效率主要受到高频场旋转角速度Ωm和高频电场m次空间谐波的角向分量Eφm影响。然后从角速度和空间谐波场方面分析了空间谐波磁控管低效率的原因。最后,基于理论分析从耦合阻抗、径向电场和角向电场三个方面开展提高效率的试验研究,成功研制了W波段空间谐波磁控管样管,在脉冲宽度400 ns,工作比为0.42%,工作电压13.6 kV条件下,电子与高频场的π/2模负一次空间谐波同步互作用,输出峰值功率11.2 kW,工作效率达到8.2%。 相似文献
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微波无线输能是未来能量传输的一种重要手段,在太阳能电站、孤岛输电、无人机供电、能源卫星等军民用领域有广泛应用前景。根据能源卫星无线传能这一应用需求,基于高效率真空功率器件,文中将载波频率拓展到Ku 波段,高压电源采用单级谐振变化技术,显著降低了变换器开关损耗;微波源为高效率行波管,采用螺距动态速度渐变再同步技术和多级降压收集极技术,大幅度提高了互作用和收集效率;微波整流采用肖特基二极管,并进行多路合成,降低了插入损耗,优化了整流效率。据此搭建了Ku 波段高效率远距离微波无线输能系统,经测试,在载波频率12. 5 GHz、传输距离25 m 条件下,微波发射功率150 W,市电到直流(AC-DC)总转换效率达5. 6%。 相似文献
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前向波放大管是一种低电压、高效率、低噪声、可瞬时启动的正交场放大器,本文介绍了一种S波段低电压宽频带前向波放大管的模拟设计。从慢波结构色散特性、驻波系数、插入损耗等方面讨论了单螺旋耦合翼片慢波结构;定性分析了正交场器件冷启动技术,重点介绍前向波管冷阴极启动性能、阴极材料以及目前技术水平,并讨论了前向波放大管可以低电压工作的主要原因;在理论分析的基础上,建立了S波段前向波放大管仿真模型,通过优化设计了S波段低电压宽频带前向波放大管,在工作电压9.8 kV、工作磁场0.32 T的条件下,当激励功率为3 kW时,阳极脉冲电流小于12.0 A,输出脉冲功率超过60 kW,效率大于50%,增益大于13 dB,相对带宽超过10%。 相似文献
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