用于空间行波管的高效率覆膜阴极组件的研究

首先设计并研制出符合空间行波管要求的高效覆膜阴极组件,采用高温钨-钴焊料,将阴极焊接在阴极筒上,增加了阴极的耐冲击性能,阴极组件采用两层热屏,第一层热屏采用热传导率低的金属钛,提高了阴极组件的热效率,其加热效率比常用的钽金属提高10%以上,在950℃工作温度下,其发射电流密度可达3.75 A/cm2。

空间行波管阴极寿命试验研究

空间行波管是卫星通信系统中最重要的功率放大器,必须具有较长的工作寿命。空间行波管的寿命主要受阴极寿命的制约,因此为了保证空间行波管的长期在轨工作,需要开展大量的阴极寿命试验研究,并对阴极寿命进行预测。共投入50支电子枪进行寿命试验,累计进行寿命试验1 823 080h,最长单管寿命试验时间65 411h。基于寿命过程中的逸出功变化,建立了空间行波管阴极寿命预测模型。预测空间行波管阴极在960℃b(℃b为亮度温度)支取1A/cm^2发射电流密度时寿命超过43年;在980℃b支取1A/cm^2时寿命超过22年;在1 000℃b支取1A/cm^2时寿命超过15年。预测结果表明,空间行波管阴极可以满足卫星通信系统应用的长寿命要求。

空间行波管阴极寿命试验

本文介绍了对用于空间行波管的M型阴极进行的寿命试验。阴极寿命试验的载体选用普通玻璃二极管与电子枪,用于试验的M型阴极在40支普通玻璃二极管中的累计试验时间已经超过681000 h,在16支电子枪和2支行波管中的累计试验时间已经超过275000 h。对阴极的钡蒸发测量表明在空间行波管的工作年限内,M阴极主要受到膜层退化的影响,而一般不会出现钡耗尽的问题。因此基于电子枪寿命试验的数据,由膜层退化导致的阴极实际功函数增加,得出了M型阴极寿命模型,并对一定工作条件下的阴极寿命时间进行推算。同时作者发现:对于长期的阴极寿命试验,普通玻璃二极管不能有效保持其内部真空度,阴极发射下降较快;在电子枪中,阴极发射稳定。电子枪更适合作为阴极寿命试验的载体。

Ka波段空间行波管技术研究

北京真空电子技术研究所自2004年开始开发Ka波段空间行波管,研制出系列化Ka波段空间行波管,本文介绍了北京真空电子技术研究所Ka波段空间行波管的技术研究情况。

Ka波段空间行波管双阳极电子枪设计与优化

利用EGUN软件设计了一把导流系数为0.07μP的Ka波段空间行波管双阳极电子枪。该枪为皮尔斯型电子枪,双阳极分别为控制阳极(2.58 kV)和离子拒止阳极(9 kV)。该设计应用综合迭代法的计算结果进行初步设计,通过调整设计第一阳极,建立考虑导流系数、注腰半径和层流性的电子注性能优化目标函数,应用量子粒子群算法结合MATLAB与EGUN软件对电子枪阳极头位置进行了优化,优化结果满足了空间行波管对电子注的注腰半径和层流性的设计要求。

空间行波管收集极热特性的有限元模拟与分析

针对某型空间行波管的结构设计,利用ANSYS有限元软件模拟计算了收集极的传热特性,并对收集极传热特性中的诸多影响因素进行了分析研究。结果表明,收集极与绝缘陶瓷材料的导热率以及各组件之间的接触热阻是影响其传热特性的主要因素,而受环境温度因素的影响较小。

脉冲空间行波管的研制

脉冲空间行波管主要用于环境卫星、微波遥感卫星、海洋卫星等军民用卫星系统,本文主要介绍了中国科学院电子学研究所脉冲空间行波管的研制进展,包括栅控电子枪、双渐变慢波系统、高匹配性能输能结构、多级降压收集极的设计方案、样管测试结果及环境试验情况等。

Ku波段150W空间行波管的设计和研制

本文介绍了中科院电子所Ku波段150 W连续波空间行波管的设计、模拟和测试结果。该行波管采用双阳极电子枪、螺旋线跳渐变慢波结构、非轴对称四级降压收集极、辐冷型散热器。动态通过率在98.5%以上,在12.25~12.75 GHz范围内输出功率大于154 W,效率大于62%,增益大于51.8 dB,饱和点非线性相移小于46.65°,AM/PM变换系数小于4.31°/dB。环境试验结果表明行波管结构设计符合卫星力学环境条件,热设计符合空间环境试验条件。

Ka波段宽频带高线性空间行波管研制

该文对Ka波段空间行波管宽频带、高线性、高效率的慢波系统进行设计,通过动态渐变技术实现了低相位失真、高效率的指标要求。在此设计基础上研制的Ka波段空间行波管实现了宽频带(25~27 GHz)、低非线性失真(非线性相移≤40°,AM/PM≤2.86°/d B,三阶交调≥10.39 d Bc)、高效率(总效率≥51.7%)。经数传系统测试,误码P_e优于10^(-6)的情况下C/N_0有2.4 d B裕度,满足了卫星数传系统对多通道并行传输方案的工作需求。

空间行波管耦合结构的设计

对某型号空间行波管的耦合结构进行了理论分析和实用的结构设计,利用HFSS软件对设计的耦合结构的驻波比进行了模拟优化,并通过冷测实验进行了比较验证。比较结果表明,在工作频带内,设计结果和冷测结果取得了很好的一致。

高可靠空间行波管产品工艺保障问题的思考

本文对空间行波管制造涉及的工艺技术进行了概括性介绍和分析,并围绕空间行波管可靠性工艺保障问题,提出了一些建议和措施,希望能为高可靠空间行波管产品后续工艺工作的深入开展提供参考。

行波管收集极的辐射散热研究

本文从节约卫星重量的角度出发证明了空间行波管采用辐射冷却收集极的优越性,并且通过对收集极的稳态热分析为获得收集极内部温度和热应力的分布提供了一种途径。

X波段70W空间行波管研制

X波段空间行波管是卫星数传分系统的关键部件,本文根据卫星数传要求,给出了X波段70 W空间行波管的设计与样管研制情况,研制样管的测试结果满足指标要求,并通过了鉴定级环境试验。

X波段脉冲空间行波管输出结构可靠性研究

X波段脉冲空间行波管主要用于轻型SAR等雷达系统,要求行波管具有高功率、高效率、高可靠的性能。输出结构是行波管的重要部件,其可靠性不仅影响行波管的输出功率等性能,还影响行波管的稳定性与可靠性。该文针对X脉冲空间行波管输出结构进行可靠性研究,通过电、磁、热多物理场耦合的方式对它进行热、力结构可靠性分析,按分析结果对输出结构薄弱环节进行改进,耐冲击能力增强,并经过1000 h以上的整管老练及空间环境试验验证,输出结构具有较高的可靠性,满足空间环境试验及使用要求。

空间行波管

各种应用卫星迫切需求长寿命高可靠空间行波管 ,广泛的应用使空间行波管在近年里获得了长足的长进。采用先进的计算机模拟设计技术 ,使用长寿命阴极以及各种先进的微加工制造技术必使空间行波管更完善 ,得到更大的发展。

空间行波管BeO夹持杆性能及碳化工艺一致性研究

本文基于目前国内BeO陶瓷的研制情况,从空间行波管BeO陶瓷杆夹持工艺、碳化工艺及空间行波管参数一致性等方面分析了BeO陶瓷性能对空间行波管的影响,在保证空间行波管可靠性及一致性水平的前提下,对BeO陶瓷的性能指标的控制及筛选提出了建议。

大功率微波电真空器件的发展动向

扼要介绍第6届国际真空电子学会议(IVEC2005)和第7届国际高能量密度微波会议(RF2005)发表的论文内容,介绍近年来大功率微波电真空器件,特别在高峰值功率多注速调管,带状注速调管,空间行波管,大功率毫米波器件,器件的计算机模拟等方面取得的研制进展。论文还分析了大功率微波电真空器件的发展动向。

空间行波管电子枪中阴极热形变及冷启动特性研究

本文利用ANSYS软件对空间行波管的电子枪进行了稳态热分析,得到了电子枪阴极温度随灯丝功率的变化结果,计算结果与试验结果一致,验证了ANSYS热分析的正确性。在此基础上分析了阴极的热形变对电子枪性能参数的影响,同时模拟了电子枪中阴极的冷启动情况,得出阴极在-35℃条件下,在210s内阴极温度可以达到正常工作温度980℃。

毫米波空间行波管输能结构的设计

本文采用分段设计的方法,将一个完整的盒型窗输出耦合结构分解为三部分,然后对这三部分分别进行匹配设计,最后将设计好的各部分组合成整体。利用HFSS软件对各段结构以及整体结构进行了仿真,结果表明这样设计出的盒型窗输出耦合结构在工作频带内可以很好的满足设计要求。

Ku频段120W脉冲行波管研制

本文主要介绍了Ku频段120 W脉冲波行波管的研制情况。研制出的Ku频段120 W空间行波管在指定的两个频带内输出功率大于125 W,效率大于61%,个别频率点效率达到63%,非线性相移低于50°。