耦合腔行波管功率合成.doc

VACUUMELECTRONICS真空电子技术

?研究与设计?

耦合腔行波管功率合成
张军红,周碎明,李洪涛,赵青平,李,王宏成,闵立涛勇
(北京真空电子技术研究所,北京100016)

PowerCombinationofCoupledCavityTWTs
ZHANGJun2hong,ZHOUCui2ming,LIHong2tao,ZHAOQing2ping,
(BeijingVacuumElectronicsResearchInstitute,Beijing100016,China)

proachofpulsedphasemeasurement,aredescribedandanalyzed1
一致性测试的一种途径。关键词:幅相一致;耦合腔;行波管;功率合成;脉冲相位测试

以雷达和导弹为代表的现代战争注重于远程精确打击,武器系统发展的重点就是看得更远、看得更清、打得更远、打得更准。要求雷达的作用距离越来越远,对目标的识别能力越来越强,也就要求作为雷达核心器件的大功率微波管的输出功率更大、工作频带更宽。微波管的输出功率和带宽经过多年的努力有了长足的进步,但是还是远远不能满足发射机的需求。微波功率合成在一定条件下是快速提高发射机输出功率的方法之一。工作在低频段的固态发射机普遍采用多个微波功率放大器进行多路微波功率合成来实现大功率输出;美国的宙斯盾系统采用多个前向波放大器进行微波功率合成;在大功率干扰机中,比较常见的是利用多个宽带螺旋线行波管进行微波功率合成。如果两个器件在工作频带内的相位特性一致,就可以对两个微波功率放大器件进行功率合成。行波管的相位特性与电子枪、慢波系统、聚

焦磁场、输入输出系统等都有密切的关系,其中慢波线的相位特性是决定性的。行波管由于其工作机理的限制,单位长度的增益比较低,要实现高增益,长度就比较长。慢波线的长度越长,微波信号在输入

Thepowercombinationexperimentsofthephase2amplitudematchedcoupledcavityTWTs,whichcanbeanap2
摘要:介绍了脉冲幅相一致耦合腔行波管的研制,并较为详细地介绍和分析了耦合腔行波管功率合成实验―――脉冲相位中图分类号:TN124文献标识码:A文章编号:1002-8935(2005)05-0001-03

Abstract:Thedeveopmantofphase2amplitudematchedcoupledcavityTWTsisintroducedinthispaper.Kwords:Phaseamplitude2matched;Coupledcavity;TWT;Powercombination;Pulsedphasemeasurementey

LIYong,WANGHong2cheng,MINLi2tao

输出之间的相位移就越大,慢波系统的尺寸变化引起输入输出之间的相位移变化也就越大。慢波系统具有色散特性,在整个频带内的色散越强,各频点的越困难。螺旋线是弱色散慢波结构,螺旋线行波管

相位移就相差越多,在一个频带内进行功率合成就的功率合成技术也相当成熟了。耦合腔行波管采用合腔行波管在一个频带内功率合成情况基本上还没有资料报道过。大功率耦合腔行波管一般工作于脉合腔行波管,且价格相当昂贵。

的休斯型慢波系统属于强色散特性的慢波结构,耦

冲状态,测试脉冲信号相位的仪器还不能运用于耦

两年前作者顺应未来的需求,开展了幅相一致

耦合腔行波管的研制工作,开始探索耦合腔行波管的脉冲相位测试方法。

1耦合腔幅相一致行波管的研制进展

首先,借鉴了螺旋线幅相一致行波管研制及测

试的经验,并结合耦合腔行波管自身的特点,制定了

一套从设计到冷测、热测的特殊控制方案。幅相一致行波管对工艺的要求较高,工艺控制的目的在于

早期预见管子的不一致性,并尽可能地减少管子的
2005-05

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真空电子技术VACUUMELECTRONICS

不一致性。行波管间输出相位在全频段内的偏差主要是由慢波结构的装配尺寸对色散特性的影响而造成的[1],而耦合腔行波管的慢波线是由几十个零部件多次焊接而成,慢波线制造的一致性需要严格保证,并具有相近的冷测结果。工作电流的离散影响管子增益或输出功率的一致性,其对管子相位的影响基本可以补偿[2],电子枪和磁场的一致性有利于整管幅相一致的实现。经过努力,本课题组于去年相继研制出两只配对管,基本上可达到幅度一致性±dB。1

测试机柜需200万元左右,经费亦是个问题,相位一致度该如何检测呢?由于脉冲相位测试的仪器相当昂贵,所以直接采用两管进行功率合成并根据合成效率反推相位一致度是相位测试的一种可行方案。作者开始筹备进行功率合成实验,分析合成原理,购买相关设备,