高可靠性真空微波功率模块保护电路

文中设计一种高可靠性高压电源保护电路,适配于真空微波功率模块。首先利用PSpice仿真软件进行电路仿真,简化电路设计,优化电路参数;然后与行波管构成一个测试系统,并设计一个电路板进行实际测试,利用示波器等仪器来验证保护电路的有效性。针对长时间高强度的工作状态,电路设计包含母线电流过流保护电路、螺旋线电流过流保护电路、断电保护电路。在模块工作出现异常时,可以及时有效地关闭模块,防止元器件受到损害。仿真结果表明,所设计保护电路提高了微波功率模块的可靠性,降低了研制成本,延长了使用寿命。

周期介质加载大轨道回旋行波管研究

通过耦合系数、模式竞争和起振条件分析谐波状态下采用大回旋电子注周期性介质加载结构的注波互作用特点,并通过理论分析和PIC粒子模拟,优化设计出一支Ka波段大回旋电子注回旋行波管。该回旋行波管处于二次谐波工作状态,互作用结构采用周期性介质加载结构,结构简单,工艺成熟。仿真结果表明,在电子注为75 kV、电流为9 A、磁场强度仅为0.51 T的工作条件下,所设计的回旋行波管最大输出功率达到了156 kW,3 dB带宽为4.4 GHz,最大增益为47.18 dB,磁场用常规电磁线圈磁体产生即可达到要求。

回旋行波管收集极初始条件的研究

为了确定回旋行波管收集极入口的初始条件,利用CST2009模拟回旋行波管静态电子的运动轨迹,以3D模型,更直观、形象的显示出电子在回旋行波管中的运动轨迹。模拟计算表明,在电子注电压为70kV,电子注电流为10.4A,工作磁场为1.5T时,回旋行波管的电子注发射出的电子最终降落在收集极的530～700mm处。模拟结果为回旋行波管的设计和收集极的热分析提供了有效的依据。

螺距跳变技术优化行波管电子效率的研究

行波管采用动态速度渐变(DVT)技术能获得很高的电子互作用效率。这里采用粒子模拟(PIC)技术对Ka波段某螺旋线空间行波管慢波结构进行模拟,分析了采用DVT技术的慢波结构内部各段螺距的大小和长度对行波管电子效率以及增益的影响。对慢波结构进行优化,优化后,电子效率由17.53%提高至27.27%,增益由51.17 dB增加至53.09 dB。

Ka波段谐波倍增回旋行波管绝对不稳定性分析

为了保证Ka波段谐波倍增回旋行波管放大器稳定的工作。在回旋行波管线性理论的基础上,用自编程序数值求解其小信号色散方程,得到不同工作电流下方程的根随归一化频率变化的关系图,结合工作模式绝对不稳定性发生的条件,得到了不同条件下Ka波段谐波倍增回旋行波放大器基波段TE_(01)模绝对不稳定性的起振电流,并给出了其产生的物理解释。通过分析讨论绝对不稳定性的起振电流随电子注横纵速度比和引导磁场的变化关系。最终从理论上确定了保证放大器稳定工作的电流大小为10 A。

螺旋波纹波导在高功率微波领域中的应用研究

螺旋波纹波导是一种具有特殊结构的高功率微波源波导结构,螺旋波纹波导的特殊结构使得TE11和TE21两模式在角向耦合,耦合出的新工作模式具有良好的色散特性和模式选择特性,因此该波导具有广泛的应用价值。简要地介绍了螺旋波纹波导的结构原理,概述了该波导在高功率微波领域的工作原理。通过分析和模拟计算表明,螺旋波纹波导在高功率微波源中极具发展潜力,值得进一步研究。

三角晶格金属柱PBG谐振腔的设计

随着回旋管向高频发展,高次谐波互作用研究成为重要方向。当普通回旋管工作在高次谐波时,效率很低,尤其是模式竞争问题很难解决。因此,必须改进结构,才能有效地实现高次谐波互作用。而光子晶体结构恰恰能对非工作模式实现有效的抑制。介绍了一种新的光子晶体谐振腔设计方法并成功设计出一个工作于高次模式下单模传输(TM01)的三角晶格金属柱PBG谐振腔。进一步改进后得到了一个工作在Ka波段的光子晶体谐振腔。该结构能应用于目前项目研究,具有工程价值。

回旋返波管的线性研究

回旋返波管是基于电子回旋脉塞机理,具有宽频带连续调谐特性的毫米波、准毫米波大功率辐射源。在强干扰机、定向能电磁辐射武器、高性能材料处理和微波催化等方面具有重大应用前景,国际上很重视它的理论和实验研究。在此选择合适模式的一次谐波为例,对回旋返波管进行分析计算,得到色散方程、起振频率和起振长度等相关参数。着重以2 A工作电流来分析起振长度和起振频率,得到了回旋返波管的基本参数,为工程设计回旋返波管提供了一定参考。

V波段介质加载梯形慢波结构研究

研究了V波段介质加载梯形慢波结构。通过在耦合槽和间隙处进行适当介质加载,降低主模的相速,改善色散特性。使用CST对其慢波结构进行仿真,得到色散曲线和耦合阻抗,结果表明介质加载对耦合阻抗的影响很小,但却可以明显地降低相速,同时色散特性也更为平坦。

反辐射导弹仿真试验系统误差分析

反辐射导弹仿真试验是以雷达对抗仿真试验系统为平台进行的,由于雷达对抗仿真试验系统存在天线阵列通道幅相不平衡、微波暗室多路径传输、三轴仿真转台误差及转台中心与导引头不同心等误差因素,因而会影响反辐射导弹仿真试验。针对仿真试验系统特点,分析并计算了天线阵列通道幅相不平衡等各误差因素对仿真试验造成的测向误差,最后给出了反辐射导弹仿真试验系统误差分析结果。