Ku频段80W连续波空间功率合成放大器设计

提出一种基于WR-140波导功分/合成器与波导-微带双探针过渡相结合的高效空间功率合成方案,并采用GaAsMMIC为推动放大级,MFET为末级功率放大器的两级放大结构,在15.7～16.2GHz频率范围内合成了饱和最大44W连续波功率。接着,采用一种具有渐变匹配结构的宽带波导功分/合成器将两个上述功放模块合成,在15.7～16.2GHz频率范围内实现了饱和最大82W连续波功率输出,合成效率最高达85%,附加效率高于14.5%,在Ku频段实现了高效合成与大功率连续波输出。

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。

一种Ku波段高效率低磁场同轴相对论返波管

设计了一种工作在Ku波段的低磁场同轴相对论返波管。器件工作在同轴TM01近π模式,采用两段式慢波结构构型,在前后段慢波结构中分别主要进行电子束调制与能量提取,以实现高效率工作。通过设计非对称反射腔,引入电子束预调制,进一步加深电子束调制深度,提高了束波互作用效率。通过调节慢波结构中间漂移段长度,进一步优化器件内部场分布,提取段慢波结构处轴向电场强度得到显著增强,器件工作效率可提升至35%。最终,当磁场强度0.6、二极管电压490V、二极管电流7.5A时,获得1.27GW微波输出,效率约35%,微波频率为14.7GHz。

一个Ku波段大功率行波管的研制

本文介绍了一支Ku波段大功率耦合腔行波管的研制情况,该管采用双阳极栅控电子枪、一体化电磁聚焦等非常规技术,行波管性能得到全方位突破,平均功率大于2kW,脉冲宽度2ms,瞬时相对带宽12%,实现了优异的综合技术指标。

一种高性能Ku喇叭阵列天线的设计

Ku波段已经成为卫星通信一个主要的工作频段。设计了一种高效率的喇叭天线单元,通过插损较小的空气带状线进行组阵减小阵列厚度;通过180度倒相馈电形式对相邻单元进行馈电,减小了天线极化之间的耦合,改善了天线的交叉极化隔离度性能。结果表明该天线阵列增益效率高,天线整体厚度较小,交叉极化隔离度高,是实现平板阵列天线的理想形式。

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°。

Ku波段高效率脉冲行波管的研制

简要介绍了Ku波段高效率脉冲行波管的设计、CAD计算和测试结果。通过对电子枪、聚焦系统、慢波电路、电子注和慢波线高频场大信号互作用的计算、收集极的设计,获得了符合新雷达系统技术指标要求的整管。实测结果为:在Ku波段2 GHz频带范围内,等激励、脉冲输出功率大于2.2 kW、效率大于30%。

Ku波段200W辐冷空间行波管研制

空间行波管用于实现微波信号的放大,因此需要具有较高的转换效率、可靠性等指标。本文利用模拟软件对双阳极电子枪、双渐变螺线慢波结构、四级降压收集极等结构进行设计,实现了大容量通信卫星对Ku波段行波管提出的大功率、高效率、辐射散热等需求。在此基础上研制的Ku波段辐冷空间行波管实现了1 GHz带宽内功率≥202 W,效率≥67.4%,达到了主要技术指标要求。

Ku波段高效率功率可调空间行波管研制

伴随着卫星通信系统对可变且高效载荷的需求,空间行波管放大器将加速由单机专用模式向功率可调多任务模式发展。为解决功率可调空间行波管在不同输出功率条件下保持高效率的设计难点,针对某Ku波段螺旋线辐冷型空间行波管开展了功率可调高效率的研究。通过设计提高行波管在不同阳极电压下的电子效率、收集极效率和电子流通率,使Ku波段行波管在500 MHz工作带宽内连续波输出功率大于150 W,总效率大于68%,输出功率回退3 dB时整管效率大于60%。

HNW关键技术及其应用研究

针对采用定向波束天线的高频段网络波形(High-band Network Waveform,HNW)的自组网特性,分析并研究了其技术体制、关键技术和波形应用内容。首先,分析了HNW的技术体制,重点研究了基于空时复用的时隙调度与分配、邻居节点天线单元移动性管理、信道资源分配的高效帧结构等关键技术;接着,对HNW从物理层、链路层和网络层进行分层结构的深入研究,主要包含:物理层的调制/编码体制、帧结构,链路层的邻居节点发现、时隙调度分配、链路动态跟踪、链路自适应,网络层的OSPF协议、链路状态更新等;最后,针对该波形在高频段网络电台上典型应用和波形发展进行了详细探讨。通过HNW技术体制、关键技术、波形分层结构及其相关电台应用的研究,能够为新型自组网波形设计提供借鉴和参考,进而推进我国新体制高频段自组网电台跨越式发展。

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。

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。

K波段螺旋线型行波管研制

研制出频带覆盖K波段、输出功率分别为60 W、120 W两种行波管产品,同时在这两种产品的基础上进行部分设计改进,研制出K波段带宽1 GHz,饱和输出功率250 W通讯用的行波管。60 W/120 W行波管采用传导冷却方式,二者具有相同的外形结构及工作电压。该系列行波管采用两级降压收集极,其全频带效率达到30%附近。250 W通信用行波管在前两种管型的基础上采用小型化的结构,有效地减小行波管的体积与重量,同时采用三级降压收集极,其总效率达到40%以上。

K波段200W连续波行波管的研制

K波段大功率连续波行波管是星地电子对抗的关键器件,本文论述了其设计及研制情况。此行波管达到的技术指标为:工作频率为K波段,输出功率>200 W,带宽>1GHz,效率>40%,增益>40dB,输入输出VSWR<2。K波段大功率连续波行波管的研制成功填补了国内技术空白。

一种应用于合成孔径雷达的高效率脉冲行波管的研制

本文介绍了一种Ku波段脉冲行波管的研制结果,其总效率在使用一级降压收集极的情况下已经达到30%以上。

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。

高效率E波段空间行波管的互作用研究

以高效率为优化目标,对E波段折叠行波管的注-波互作用进行设计。采用螺旋线行波管设计中成熟的双渐变技术,对E波段折叠波导行波管的互作用进行优化设计和改进,从设计结果可知:在中心频点75GHz处,输出功率为55.38W,电子效率为10.98%,比均匀周期方案的电子效率提高了约65%。此结果满足E波段空间行波管设计的要求,相关的实验测试正在进行中。

C波段脉冲空间行波管研制进展

本文介绍了C波段脉冲空间行波管的研制进展。通过采用低电子枪热子加热功耗设计、螺旋线渐变技术、高效率多级降压收集极结构,实现平均效率56.2%,脉内效率61%的技术状态。

高效率X波段40W空间行波管的设计

作为卫星通讯系统所用的高增益、高功率微波放大器件,行波管的效率和线性是非常重要的。本文根据卫星通讯 的需要,给出了高效率X波段40W空间行波管的设计,并成功研制出了样管。

高效率双频段Ka/Q毫米波行波管螺旋慢波系统的研究

通过模拟计算,分析了翼片加载深度和角度对色散特性和耦合阻抗的影响;优化高频电路,初步设计了满足Ka/Q双频段螺旋线行波管的慢波结构。为了提高注波互作用电子效率,采用螺距渐变/跳变分布结构,并在输出段的相速增加段增加了一段凹槽。运用三维电磁场软件MTSS仿真行波管注波互作用,经过优化,得到了在Ka（33~36 GHz）频段范围内输出功率大于407 W,电子效率大于22.36%,增益大于48.32 d B,在Q（43.5-46.5 GHz）频段范围内输出功率大于266 W,电子效率大于15.86%,增益大于44.06 d B。