一种低交叉调整率的星载双行波管放大器电源设计

双行波管放大器因其体积、重量的显著优势,在通信卫星转发器分系统中广泛应用。本文设计了一种星载双行波管放大器电源,通过优化设计倍压整流电路和增加次级谐振网络,降低了多路输出应用场合下漏感对电压稳定度的影响,使多路高压输出电压在宽负载范围变化时具有良好的交叉调整率,大幅提高了放大器整机的效率和可靠性。

一种行波管放大器测试软件的设计与实现

为解决现有自动测试系统通用性较差的问题,设计了一种基于三层架构的行波管放大器测试软件。软件采用表示层、业务逻辑层和数据访问层的三层架构模型。表示层用来输入产品信息和测试的数据展示,利用Matplotlib第三方依赖库实现测试数据的可视化分析;逻辑业务层实现测试项目的具体实现过程;数据访问层完成对所有仪器的控制和访问。系统的三层架构体现了“高内聚、低耦合”特性,结构清晰,可扩展性强,容易适应需求变化,方便快捷的扩展新的测试项目和新的测试仪器,提高了测试系统开发效率;软件已完成多个卫星型号的200余台行波管放大器测试,节省了30%测试时间,显著提高测试效率。

一种适用于Ku波段行波管放大器的预失真线性化器

随着通信技术的发展,功率放大器线性度要求日益提高。该文提出一种两支路预失真电路,在单支路预失真电路基础上加入可调衰减器和非线性发生器级联成的辅助支路,改善了单个非线性发生器增益曲线斜率不足的问题,并在ADS中代入行波管模型仿真分析。在此基础上,加工Ku波段实际预失真电路并与行波管联合实验,线性化后的行波管放大器三阶载波交调比在输入功率回退3 dB时达到12.92 dB,回退6 dB时达到22.8 dB,线性度有了明显的改善。

射频预失真器与基带预失真算法结合对行波管功率放大器线性化改善的影响

为了保证自适应算法的效果,一般会将行波管输出功率进行一定回退,但是会降低行波管的工作效率。通过在行波管前端加入射频预失真器,在额定输入功率范围内,线性化后的行波管的非线性失真现象得到了一定程度改善,然后再进行基带自适应算法的实现。X波段行波管在输出功率回退较少的同时,达到较好的非线性失真改善效果。

降低行波管放大器非线性的预失真技术研究

文章提出了一种新型的利用预失真技术设计行波管配用线性化器的数学模型。在saleh提出的行波管的模型的基础上,得出了预失真电路的功率转移特性曲线和相位漂移曲线,扩展了行波管放大器的线性工作区,并实现了级联后的整个系统在线性工作区域内增益不变和零相位漂移,所得结果为行波管预失真电路的设计提供了重要的理论依据。

电源调制器电路对脉冲行波管功率放大器相位稳定性影响研究

行波管放大器(TWTA)广泛应用在雷达、通讯等领域。相位稳定性影响传输信号质量、目标参数检测精度、电磁兼容性等指标。该文在定量分析电源调制器(EPC)电路参数对TWTA相位稳定性影响的基础上,提出提高TWTA相位稳定性的EPC电路的几种设计方案:选择合理的供电电路,利用低压储能高频高压电源提高阴极电压的稳定性,利用调节控制脉冲幅度补偿阴极电压脉冲顶降造成的相位不稳定性。该文成果为研制体积小、功率大、相位稳定性高的TWTA提供了依据。

损耗介质加载结构Ka波段TE01模回旋行波管放大器稳定性的分析

该文从分析损耗介质加载金属圆波导中电磁波传输特性出发,应用回旋行波管放大器小信号色散方程,研究损耗介质加载结构TE01模回旋行波管放大器绝对不稳定性振荡和回旋返波振荡对器件稳定性的影响。结果表明:损耗介质的加载,可以提高绝对不稳定性起振电流,提高的幅度依赖于工作磁场偏离饱和磁场的程度、电子束横纵速度比等;增加波导损耗介质加载的厚度,可以提高竞争模式的回旋返波起振长度。合理选择波导的损耗层厚度、介电常数以及回旋行波管的工作电压、工作磁场和电子束横纵速度比,可以有效兼顾带宽和抑制不稳定性,保证回旋行波管放大器稳定工作。

太赫兹翼片加载折叠波导行波管放大器的研究

翼片加载折叠波导电路是一种改进型的行波管互作用电路。与原始结构相比,它具有提高的耦合阻抗、扩展的横向尺寸以及更加灵活的设计能力,因此适合工作在太赫兹频段。首先采用理论模型设计了工作频率0.22THz的慢波结构;然后采用三维粒子模拟技术对翼片加载折叠波导行波管放大器的非线性性能进行了研究。结果显示,新型结构具有高的互作用效率和宽频带放大的能力。在中心工作频率220GHz处,2mW的驱动功率下可以得到4W的饱和输出功率,对应的电子效率和增益分别为2.47%和33dB(考虑了电路的导体损耗);恒定功率下扫频模拟显示,放大器的瞬时3dB带宽可达13.6,频率范围覆盖205～235GHz。

利用行波管放大器产生微波波段拍波实验

介绍了一种先利用初级源进行小功率合成产生微波波段拍波 ,然后再用单只行波管放大器进行功率放大产生较高功率微波波段拍波脉冲的方法 ,目的在于为高功率微波效应研究提供方便、实用的拍波效应源。实验结果显示 :利用单只行波管放大器可以在微波波段产生拍频为 1MHz～几百MHz的拍波 ,并可以调节两个频率分量在总输出中的功率比例 ,实验获取的拍波脉冲输出功率为 2kW ,脉冲重复频率为 10kHz。实践证明 ,这种方法可以满足部分高功率微波拍波效应研究的需要 。

W波段二次谐波回旋行波管放大器

采用谐波工作的回旋管互作用磁场比基波磁场降低了1/s,可降低整管磁场设计难度,具有较大的应用前景。通过对W波段二次谐波回旋行波管高频介质加载结构、模式竞争和注波互作用研究,确定了该放大器的工作参数。非线性模拟表明,当应用100 k V,20 A,α=1.2的电子注时,该回旋管可在91 GHz频率处产生465 k W的输出功率和49 d B的增益结果。并且,基于耦合波理论,讨论了一个轴对称半径微扰的TE02~TE01输出模式变换器,效率在95%以上时,其带宽达到4 GHz。

W波段回旋行波管放大器速度零散的分析

通过包含速度零散影响的回旋行波管放大器的非线性理论模型,以W波段两段结构回旋行波管放大器为例,详细分析了速度零散对放大器电子注—波互作用的影响.模拟结果表明,通过合理地调整互作用长度,减小电子横纵速度比、调节工作磁场等方法可以有效地减小速度零散的影响,对回旋行波管放大器的优化设计提供了理论依据.

0.22THz折叠波导行波管放大器理论分析与数值模拟

为了解折叠波导行波管放大器的性能影响因素,在理论分析的基础上,对0.22 THz折叠波导行波管放大器进行系统的数值模拟与分析,重点讨论电子束压、束流、输入信号功率、结构周期数、材料电导率、引导磁场大小、电子能散度以及发射度对器件输出功率水平的影响。发现束压存在最佳工作范围,增加束流可以有效提高器件增益;输入信号不宜过强,否则器件增益反而会下降;器件结构周期数存在一个最优范围,过多过少对器件性能都有影响;采用电导率高、表面光洁度高的金属材料,可以降低器壁损耗;引导磁场达到聚束要求即可,无需太高;尽可能控制电子的能散度和发射度,提高电子束质量可以提升器件性能。采用自编的三维全电磁粒子模拟大规模并行程序NEPTUNE,对0.22 THz折叠波导行波管放大器的性能进行了对比分析,给出了束波互作用过程的基本图像,并对器件输出端口反射所引发的自激振荡现象进行了重点分析。

140 GHz共焦波导结构回旋行波管放大器

为减少太赫兹回旋器件模式密度和降低模式竞争问题,利用具有模式选择特点的共焦波导结构作为140GHz回旋行波管(Gyro-TWT)的高频互作用系统。在理论分析基础上,建立注波互作用计算模型并对其进行数值计算;通过对共焦波导高频场分布、衍射损耗、耦合系数以及注波互作用效率等输出参量的分析,选择HE06作为工作模式,确定了140GHz Gyro-TWT放大器的基本结构和工作参数,并利用注波互作用非线性理论进行分析。模拟结果表明:在注电压为35 kV,注电流2 A,速度比为0.75时,该高频结构在140GHz频点获得12 kW峰值输出功率,17.1%电子效率和38 dB饱和增益,3 dB带宽达到6GHz。

Ka波段二次谐波回旋行波管放大器的研究

二次谐波回旋行波管放大器的互作用磁场比基波回旋行波管放大器的磁场降低了一半,从而降低了设计难度,具有广阔的应用前景。通过对周期介质加载结构的Ka波段二次谐波回旋行波管电子枪、高频结构、模式竞争以及注波互作用研究,确定了Ka波段TE02模二次谐波回旋行波放大器的基本工作参数,通过PIC模拟计算,在电子注电压为90 kV,注电流为25 A时,获得了大于200 kW的输出功率,超过40 dB的增益。

行波管放大器输出热驻波比测试方法

文章针对行波管放大器的输出热驻波比测试项目进行研究。通过研究该项目测试原理,提出一种能够简便实现该项目测试的方法,并依据此方法设计了硬件测试系统。为了验证该测试系统的正确性,使用该测试系统对THALES公司的Ku频段150W行波管放大器进行测试,通过比较实际测试结果与THALES公司提供的数据包,测试结果完全一致,证明该方法能够实现对行波管放大器输出热驻波比项目测试。

国外空间行波管放大器现状与发展

文章简要介绍了空间行波管放大器的发展历史及特点,详细综述了当前国外空间行波管放大器的产品状况和研发进展,展望了空间行波管放大器的未来发展趋势。

可调空间行波管放大器发展综述

文章简要介绍了可调空间行波管放大器的特点及应用需求,详细介绍了国外可调行波管放大器的发展历程和技术状况,描述了实现可调行波管放大器的技术方法,展望了空间行波管放大器向功率和频率双可调方向的发展趋势。

国产空间行波管放大器可靠性统计分析

本文通过对航天五院西安分院研制的国产化连续波空间行波管放大器在轨工作时间和失效数统计,分析计算了产品在不同置信度下平均失效间隔时间、故障率以及可靠度,为国产空间行波管放大器的后续上星应用提供了可靠性数据支撑。

Ka波段低电压回旋行波管放大器研究

低电压回旋行波管放大器的工作电压取得较低,从而降低了电极间耐压难度,具有广阔的应用前景。本文通过对周期介质加载结构的Ka波段低电压回旋行波管高频结构、模式竞争以及注波互作用研究,确定了Ka波段低电压回旋行波放大器的基本工作参数,通过PIC模拟计算,在电子注电压为45kV,注电流为6A时,获得了大于77kW的输出功率,超过40dB的增益。

连续波行波管放大器功率/增益与相位自动扫频测量系统

本文全面论述了利用商品仪器建立ＣＷ－ＴＷＴ自动扫频热测系统的技术考虑，介绍了系统的硬件与软件设计和系统功能的实现方法。该系统可在０．０５－１８ＧＨｚ的频率范围内自动测量各种激励条件下ＣＷ－ＴＷＴ的功率／增益及相移，并实现不同器件的增益与相位一致性比较等，是ＣＷ－ＴＷＴ特性测量的强有力工具。