相對帶寬11%的C波段寬帶多注速調(diào)管

2015-02-18 韋 瑩 北京真空電子技術(shù)研究所

  本文介紹了一支相對帶寬達(dá)到11%的C波段寬帶多注速調(diào)管的研制情況及測試結(jié)果。該管在150kW 的功率電平上,實現(xiàn)了平均功率12kW,效率大于30%等性能指標(biāo)。

  自1940年前蘇聯(lián)的V.F.Kovalenko提出了多注速調(diào)管(MBK)的概念以來,與傳統(tǒng)的單注速調(diào)管相比,MBK 在工作電壓、功率水平、體積重量上的優(yōu)勢日益凸顯,尤其是上世紀(jì)末以來的20多年間,MBK得到了迅速發(fā)展,并在雷達(dá)發(fā)射機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用。鑒于MBK 具備的多項顯著優(yōu)勢,管子的工作電壓低,能夠降低整機(jī)電源的設(shè)計難度和制造成本,提高整機(jī)工作的可靠性;管子具有較高的輸出功率和較寬的瞬時帶寬,能夠提高雷達(dá)的分辨率和作用距離,增強(qiáng)雷達(dá)的抗干擾性能和信號處理能力。因此,俄羅斯、中、美、法等國在MBK的研究方面投入大量的人力、物力,研發(fā)了一系列的高功率MBK,頻率覆蓋了L、S、C、X、Ku、Ka等波段。國內(nèi)MBK的研制起步于20世紀(jì)90年代,經(jīng)過20多年的不懈努力,MBK技術(shù)也有了長足的發(fā)展。

  經(jīng)多年努力,中國電子科技集團(tuán)公司第十二所在C波段成功研制了多個類型的MBK,峰值輸出90~200kW,平均功率3~12kW,相對帶寬2%~11%,效率大于25%,增益約40dB。管子原材料及制造技術(shù)均自足于國內(nèi),目前部分管型已在型號工程中裝機(jī)使用。本文介紹的一支C 波段寬帶MBK 是帶寬最寬,平均功率最大的管型。本文主要介紹該管的設(shè)計思路和研制情況,并給出測試結(jié)果。

1、技術(shù)參數(shù)及設(shè)計考慮

  表1為MBK技術(shù)參數(shù)。

表1 MBK技術(shù)參數(shù)

MBK技術(shù)參數(shù)

  該MBK的技術(shù)難點主要在于高平均功率和寬帶寬的實現(xiàn)。根據(jù)設(shè)計參數(shù),電子注的直流功率約為600kW,考慮到管體散熱,要求電子注流通率達(dá)到90%以上;同時為了實現(xiàn)11%的相對帶寬,需要采取犧牲效率,腔體加載,增大諧振腔特性阻抗等設(shè)計手段,這就使電子注的直流功率增加,腔體損耗增大,又給電子注聚焦和管體散熱帶來困難,不利于高功率的實現(xiàn)。因此高功率和寬帶寬的參數(shù)設(shè)計相互矛盾,兩者如何取舍,這是設(shè)計難點。結(jié)合成熟產(chǎn)品的設(shè)計經(jīng)驗和現(xiàn)有制造技術(shù),該管采用陰控多注電子槍方案,聚焦系統(tǒng)為周期反轉(zhuǎn)永磁聚焦;采用分布作用技術(shù)擴(kuò)展帶寬,輸出回路采用雙間隙腔加載濾波器結(jié)構(gòu),輸入輸出均為波導(dǎo)窗。

6、結(jié)論

  文中已研制成功的C波段寬帶MBK,相對帶寬達(dá)到11%,平均功率12kW,效率大于25%,帶寬和功率上均實現(xiàn)了新的突破。下一步的工作將進(jìn)行高頻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn),進(jìn)一步挖掘速調(diào)管的功率潛力,更好地滿足整機(jī)使用的需要。