大平均功率螺旋线行波管的研制

2010-01-25 汪春耘 南京三乐电子信息产业集团有限公司

  为满足整机已定型机的需要而研制的X 波段大工作比螺旋线功率行波管。该管采用无截获栅控电子枪、带相速跳变的慢波系统、PPM 聚焦系统、两级降压收集极和强迫风冷。该管电子枪、慢波系统、收集极和磁聚焦系统的设计采用了CAD 技术,在高频段与收集极间使用了再聚焦减少电子返转技术,加上整管良好的散热与可靠的包装结构、严格的装配工艺,最终保证了行波管有很高的效率,很大的平均功率、很好的过激励特性及能在机载的严酷环境条件下可靠工作。

1. 引言

  2006 年,在顺利完成4kW、3%槽式线行波管(之下代称A 管)的制造日常任务后,大家已经制造4kW、6%的槽式线行波管。可能该机已定形,以至于各种技术指标及看上去、按照厚度都要与该机上的行波管相当。   按照其客户给定的完成标准和外观形状长度,该管是指槽式线行波管。对槽式线行波管来看,五百兆上行带宽不会算宽,34dB 的增加收益又不高,重点是6%的本职上班比,两极稳压抽取极并且 超出30%的总错误率。这四项完成标准也恰好是此项主要目的问题所以。2003 年,在一定的长度内,小编做成输送马力4kW、本职上班比3%、3级稳压抽取极、总错误率超出25%的行波管。2005 年,小编发明出两极稳压抽取极。某些都为4kW、6%的槽式线行波管发明攻打了保持良好的基础条件。

2. 技术指标

  X 波段,带宽0.5GHz;脉冲输出功率4kW,工作比6%;两级降压收集极,总效率大于30%;SMA 同轴输入, FBP-100L 法兰输出。

3. 研制方案

  因为无样管,我只会对应该管的优势特点、速度特殊追求、工艺技术的赠与性及我厂那个时候的具体情况,在A管的理论知识上,缓和回旋线热管散热组成。设置时特殊追求行波管肯定具备有高靠得住的电商技术枪,本事低空气压力及耗能散高电率的高靠得住有级减压收藏极,具备有高电商技术互用处有效率的回旋线慢波电源线路,正确无误的PPM 整合系统化并且 高靠得住的组成设置。

3.1 总体设计

3.1.1 的电压、引流管常数及电子技术使用率   对于那些代换管,电压功率、功率还是来确定的。   结合朋友朋友技术设备指标体系,选同时直流电电压Uo=12kV,阴离子直流电 Ikp=1.65A,此刻引流指数   Pμ=1.25μP;若传输功率Pout =4kW ,则电子设备互效果高效率 ηe=0.20。 3.1.2 电子无线注通畅率、提取极减压及总有效率   由常規统计及相关经验计算得来:   若Uo=12kV,Uc1=8kV,Uc2=4kV,Ib =24mA,Ic1=50mA,Ic2 =25m,Pout =4kW,则总速率η=0.304。

3.2 电子枪设计

3.2.1 自动化枪指标   电阻值12kV,直流电压 1.65 A,引流管指数 Pu=1.25μP,注转弯半径 b=0.6 mm 3.2.2 CAD运算   A 管智能电子元器件无线枪总体布局标准能够满足该管的的标准。我国凭借哈萨克斯坦APP包包里的optic过程对A 管智能电子元器件无线枪加新的磁路组成完成算起校准,算起能够 的智能电子元器件无线枪技术参数正确:   额定电压电流12 kV,栅极额定电压电流180 V,电 流 1.665 A,引流标准值 Pu =1.26μp,注倾斜角 b =0.59 mm,射程Zm =16 mm。带电场的智能电子枪统计最终结果见图1:

3.2.3 电子无线枪的形式及信得过性设计   需要考虑该管为机载管,冲击性测试能力特别苛责,冲击性硬度、扫频振动幅度大等标准要求远要高于大部分行波管的冲击性测试能力,因为,我们都把电商厂枪结构特征特征硬度、准确性放到第1位。电商厂枪内的支柱件、热屏蔽了件均适用钎焊或激光手术焊,加强组织领导电商厂枪各零安全装置结构特征特征的准确性。   電子枪打火是A 管非常明确的毛病。他们做后下面的提升:   1. 增长网上枪内零部件的油亮度;   2. 改进方案接件形状图片,刻意极大减少尖角,还在局部位作遮盖;   3. 改善枪壳,清掉靠着聚束极的两个封接环,枪壳外径略调大;   4. 枪壳熔接由银焊设置成铜银焊,化解银化掉现象;   5. 在枪玻璃采光顶消气剂。

3.3 慢波线的设计与振荡的抑制

3.3.1 慢波线和夹持杆的难以确定   慢波线的构思经历过了两大时候。首位个情况报告,慢波线主要包括了薄雷韵带,夹持杆为四边形氧化的铍杆,b/a最大,注重到该管频率段相对偏窄,故未主要包括相速渐变色水平。2007 年末,人们的实现了安全性能依据基本都不合格的行波管。然而 ,4 只行波管在6%事业比事业50 小的时候左右时间时,基本都烧坏。人们的即使对烧坏的管实现认识剖分析一下。从解剖学管看,均是输出电压雷韵线烧断,且有夹持杆溶化后果。   经热议,我们都看做:   1) 吸管的工作时,管壁内热度很高。当锥齿轮减速机线支撑力物料热度超500℃时, 空气脱色铍瓷导电性率随热度变高快速降低,而在此氮化硼的导电性率凸显远远高于空气脱色铍瓷。   2) 受装配图技术危害,薄锥型带变行;薄锥型带工率数量不高。   3) b/a 更大,影响到了电子器材流通不畅率;   4) 智能电子学习效率值低。   争对产生的一些问题,大家修订了设计制作细则:   1) 改宽加厚转鼓带,调高转鼓线电率存储量;   2) 夹持杆由距形脱色铍杆转成距形氮化硼杆,确定传热性路经宽敞通畅;   3) 加上大输送螺旋式线公称直径,可以改善动态数据流畅的;   4) 选取相速渐变色科技,的提升电子元器件转化率。 3.3.2 慢波线的设计方案   公司现代实用的测算方法应用程序在微电子枪测算方法时较准,但在低频测算方法时测量误差太大了。而相速渐变色搬出测算方法机近乎不能不能保证 ,在中国外大部分文章标题过程都不会轻易诞生跳变的实际上数据信息。哪里找儿跳?跳数量?   在无任何的同一新子程序流程图时,我大家选取了估算和装管相融入的最简单的方法,逐渐整理游戏经验,逐渐修整子程序流程图,在2年多的时间段内,我大家去了过千次的估算,不低于数10装管,进而将光学率由18% 改善到23% ,图3为相速渐变色举手图。

3.3.3 衰减与掐断   该管所应用单次掐断。考虑到才能得到有热效率,输进段增加收益低一些点,转换段增加收益时应高一些点。转换段所应用相速跳变后,起振经济条件变更了,转换衰减器比之前大幅度缩短15mm。掐断中间设定的碳膜衰减器,达到了积极的输出阻抗配备。

3.4 输能装置的设计

3.4.1 打印输出窗   注意到同轴与波导转换成处不仅电使用稳定,又要维持气密性,咱们将波导联接了真空泵。这就面临两大难题,八是要加另一个盒形窗,二要盒形窗一定的高速,会占用量水管接头下方的排风管。   早期时候盒形窗与波导用氩弧焊衔接(图6)。后变成盒形窗与波导直观硬焊(图7)。这设计更不靠谱,一并能够 为风口加强4.3mm 间距。