METHODS FOR IMPROVING EQUIDRIVING POWER-FREQUENCY CHARACTERISTICS OF BROADBAND HIGH POWER KLYSTRON

Two methods for improving the equidriving power-frequency characteristics of broad-band high power klystrons are presented. One is that a comb-line bandpass filter with someattenuation properties is inserted between the TWT driver and the klystron for compensatingthe gain-frequency characteristics of the klystron to get the required equidriving power-frequencycharacteristics. The other is that a reactive element is connected with the input cavity to changeits resonance frequencies f0 and QL, and thus to improve the power-frequency characteristics ofthe klystron.

一种宽带大功率多注速调管的研制

介绍一种宽带大功率多注速调管研制方法,采用阴调多注电子枪、反转周期永磁聚焦、TM 110基模多注谐振腔等技术。测试结果表明,工作带宽达到342 MHz,脉冲输出功率大于120 kW,增益大于43 dB,效率大于30%,寿命超过2000 h。

速调管双间隙腔的间隙阻抗矩阵频率特性的模拟计算方法

该文建立了宽带速调管耦合双间隙腔的间隙阻抗矩阵频率特性的模拟计算方法,并运用该方法计箅了一个S波段宽带速调管的重叠模双间隙输出腔的间隙阻抗矩阵和等效间隙阻抗的频率特性.最后将模拟计算结果与冷测数据曲线做比较,两者符合得较好,相对偏离只有10％-15％左右,从而检验了该模拟计算方法的可靠性.

宽带速调管滤波器加载输出腔间隙阻抗的频率特性的模拟计算方法

该文通过理论分析和推导建立起宽带速调管滤波器加载输出腔间隙阻抗的频率特性的模拟计算方法,同时,通过对实际问题的计算阐明了如何应用该方法确定加载输出腔的谐振频率和外观品质因数并对计算结果的合理性做了论证.最后通过滤波器加载输出腔的模拟计算结果与冷测结果的比较和分析,进一步验证该方法的可靠性.

反射系数相位法计算谐振腔外观品质因数的局限性

分析了反射系数相位法原理中所采用的完全耦合电路和实际等效电路之间的差异,指出采用反射系数相位法计算谐振腔外观品质因数失效的原因是:传输线与谐振腔只通过部分电感耦合;π模双间隙腔中存在耦合槽。定量计算表明:当谐振腔中耦合电感与非耦合电感之比小于0.1,或者缝模频率小于2π模频率时,反射系数相位法就会失效。结合实际谐振腔的参数值进行分析得出:导致反射系数相位法失效的最主要原因是传输线与谐振腔只通过部分电感耦合,并且耦合电感太小。

一种宽带速调管中高次模式振荡的抑制

该文描述了在一种S波段宽带速调管研制过程中出现的高次模式振荡现象,分析了抑制这种振荡的可能方式,提出了一种抑制这种振荡的方法。该方法通过改变谐振腔结构,在基本不影响基模频率的前提下,使高次模式频率产生较大的改变,从而使该高次模式的振荡得到抑制。利用Ansoft HFSS模拟设计软件,对谐振腔进行了改进设计并完成了相应的实验验证。利用改进设计的谐振腔,进行了速调管整管试验,有效地抑制了速调管中高次模式的振荡。

大功率速调管的技术现状和研究进展

本文介绍了大功率速调管的技术现状、发展动态和应用情况,介绍了我国在该领域开展的主要研究工作和取得的主要研究进展,并对速调管技术的发展进行了展望。

S波段多注宽带速调管的研制

本文介绍了S波段200kW多注宽带速调管的研究工作。给出了多注速调管及其电子光学和聚焦系统、宽带输出电路的设计和计算结果。并给出了我国第一批实验型多注宽带速调管的性能:工作电压19kV时,控制极负偏压为7kV,脉冲电流32.25A,导流系数12.3μP,电子注直流通过率91.8％。最大输出功率252kW,平均功率3.5kW,效率41％,增益49dB,带宽9.1％,带内功率波动1.7dB。

强耦合双间隙微波谐振腔的特性分析

该文设计了一类适合用于较低频波段宽带多注速调管的新型微波谐振腔——强耦合双间隙腔,并采用了较精确的三维电磁场模拟计算程序ISFEL3D对其各种主要参数和特性做了详尽的计算和理论分析,结果表明,强耦合双间隙微波谐振腔工作于π模时具有特性阻抗高而且体积小的突出优点,同时π模频率与2π模频率的间隔明显增大。另外,该文还利用两种常用的集总元件等效电路对计算数据和结论进行验证,并对两种常用的等效电路的精确度做了讨论。

宽带相对论速调管放大器模拟设计

设计了一种用于S波段、工作带宽10%的相对论速调管放大器结构。该宽带管采用多间隙输入腔、两个中间腔和重叠模双间隙输出腔来拓展相对论速调管放大器(RKA)群聚段和输出段的带宽,模拟得到基波调制深度大于80%时,RKA群聚段和输出段的带宽分别为11%和15%。整管模拟时,通过调节注入微波频率和功率,得到最大功率1.58 GW、3 d B相对工作带宽10%、带内微波功率不小于1 GW的输出微波。

S波段连续波速调管宽带输出电路的设计与测试

本文开展了一种用于通信系统的4.6%带宽的S波段连续波宽带速调管KS4158的研制工作,重点研究了该速调管的宽带输出电路,详细介绍了宽带输出电路的两种设计方案:滤波器加载重叠模双间隙耦合腔宽带输出电路和三节滤波器加载宽带输出电路。文中还介绍了基于矢量网络分析仪的宽带输出电路的扫频测量法,给出了这两种宽带输出电路的测试结果。最后,给出了分别采用上述两种宽带输出电路方案的两只速调管的测试结果,并对这两种方案进行了分析和比较,其中采用三节滤波器加载宽带输出电路方案的样管的连续波输出功率大于17kW,瞬时带宽大于4.6%。

S波段宽带连续波速调管的研制

本文介绍了一种用于通信系统的S波段宽带连续波速调管,详细给出了两种宽带输出电路:滤波器加载重叠模双间隙耦合腔宽带输出电路和三节滤波器加载宽带输出电路的设计、计算和测试结果。最后,给出了分别采用上述两种宽带输出电路的速调管样管的测试结果,其中采用三节滤波器加载宽带输出电路方案的样管在大于4.6%的瞬时带宽内获得的连续波输出功率大于17 kW。

L波段多注速调管同轴线滤波器宽带输出回路的研究和设计

该文设计了一个相对工作带宽超过14％、可用于L波段多注速调管的宽带输出回路—四耦合槽π模强耦合双间隙腔加载同轴线滤波器,并对其进行详细地分析和计算。研究结果表明,在较低频率波段宽带速调管中,采用同轴线滤波器的宽带输出回路是完全可行的,并且具有更大的输出带宽潜力和较小的体积,特别有利于整管的小型化。

3-节滤波器型π-模双间隙腔加载同轴-矩形波导输出电路研究

该文提出了一种适合于低频段中等功率的宽带速调管的新型3-节滤波器型输出电路—π-模双间隙腔加载同轴-矩形波导输出电路,并对输出电路的性能以及各部分结构对输出腔间隙阻抗的影响规律进行详细研究。研究结果表明,同轴-矩形波导混合型输出电路不仅克服了低频段宽带速调管中输出波导尺寸太大而影响聚焦系统的困难,有利于提高电子注通过率和整管效率,同时还具有很好的输出带宽潜力和良好的高功率承受能力。

一种C波段宽带速调管发射机的设计

介绍了一种C波段宽带速调管发射机的设计,叙述了发射机的组成形式并给出其主要性能指标,重点介绍宽带速调管、回扫电源技术、固态调制器,解决了等激励条件下速调管输出功率起伏较大及散热问题。

一种新型S波段高平均功率宽带速调管

该文介绍了一种新型S波段高平均功率宽带速调管的主要设计思想、模拟计算结果和实验结果。文中提出了具有理想高频通过率的高平均功率宽带速调管电子光学系统的验证方法,以及联合使用2.5D Arsenal-MSN code和KLY6两种软件去除带内功率凹点和改善高频性能的方法。最终的实验测试结果表明,这些方法是有效的。

现代雷达用的宽频带大功率速调管

扼要地评述了宽带大功率速调管的技术现状，介绍了主要的宽带速调管管种以及展宽频带的途径，特别介绍了近年来由俄罗斯研制成功的多注宽带速调管的性能和特点，讨论了宽频带大功率速调管的发展趋势和需要解决的关键技术问题。

大功率速调管的技术现状和发展趋势

介绍了应用于各个领域的速调管的技术特点和发展概况。评述了速调管研制中取得的新进展，包括发展了多注速调管，展宽了速调管的瞬时工作带宽，发展了高频率高峰值功率的超高功率速调管等。文中还讨论了速调管的发展趋势和需要解决的关键技术问题。

S波段反转永磁聚焦宽带大功率多注速调管的研制

随着地面雷达设备性能的提升,对功放器件的要求也大幅度增加,主要是带宽和平均功率的提升。本文介绍新研制的S波段反转永磁聚焦宽带多注速调管,带宽达到13.6%以上,平均功率在20kW以上,为目前国内永磁聚焦速调管最高水平。采用反转永磁聚焦方式的速调管不需要外供电源,体积小,重量轻,便于整机拆装。但由于其反转区的作用,很难做到较高的动态流通,所以平均功率量级不高,因此提升速调管性能的关键是实现良好的电子注动态流通率,即设计出高效的电子光学系统。文章通过对该速调管电子光学系统,高频系统及其热可靠性在内的多个关键部分的研制做了详细分析和介绍,总结了反转永磁聚焦速调管的设计方法,设计过程和结果可以指导其它同类型的S波段速调管设计。

一种220 GHz分布作用速调管的高频系统模拟

对一种基于双排矩形波导慢波结构(SDRWS)结构的3腔EIK进行了详细计算机模拟计算,通过对基于SDRWS结构的EIK用输入输出腔的 S 11 的模拟计算及对分布作用速调管用中间腔的本征频率的模拟计算,初步确定了EIK用输入输出腔及中间腔的结构参数,进而对EIK进行了 PIC 互作用模拟计算,结果表明:该EIK的3 dB工作频带为219.5~220.5 GHz,3 dB带宽为1 GHz,最大功率为456 W,最大增益为40.06 dB。在此基础上,通过调整中间腔的波导头宽度以进行参差调谐,用PIC互作用模型模拟计算研究了中间腔谐振频率对EIK整体性能的影响。结果表明,EIK的3 dB工作频带主要由输入输出腔的通频带决定,而中间腔的谐振频率也具有重要影响。当中间腔的谐振频率分别处于输入输出腔的通频带的低频端或高频端时,可以使EIK的3 dB工作频带向低频端或高频端得到一定程度展宽;当中间腔的谐振频率高于输入输出腔的通频带的高频端时,EIK的增益在其3 dB工作频带内较为平坦,EIK的输出信号在其3 dB工作频带内比较稳定,频谱的纯净程度较好。参差调谐的最终结果表明,当中间腔的波导头宽度为0.747 mm时,EIK获得了接近最优的性能,3 dB工作频带为219.5~220.0 GHz,3 dB带宽扩展到1.2 GHz,最大功率为630 W,相应的最大电子效率为11.3%,最大增益为47 dB。