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径向速调管振荡器的理论设计与数值模拟

不需外加磁场 ,不需输入微波源 ,一次性使用的高功率紧凑微波源具有很重要的用途 ,因而引起了很多人研究 ,并提出了一些满足这种要求的微波源器件。从重量和体积大小来看 ,虚阴极振荡器比较合适 ,但由于虚阴极振荡器的效率很低 ,微波脉冲短 ,因而它的使用受到限制。美国 PHILL IPSL ABORA-TORY的 M.J.Arman提出高功率径向调速管振荡器的概念 ,这种结构的阻抗很低 ,因而具有更高的功率 ,而且不需外加磁场 ,结构上显得更加紧凑。  我们的工作 ,首先是从电子的相对论运动方程出发 ,在一定的近似条件下 ,推导出基于渡越时间效应的谐振腔产生微波的起振的条件 ,据此 ,以达到 GW级输出功率为目标 ,我们进行了径向速调管振荡器的结构设计和数值模拟。1 基于渡越时间效应的谐振腔微波的产生与起振1 .1 一维高频间隙中电子束与射频场的功率交换Fig.1  The schem atic of high-frequency ...  (本文共4页) 阅读全文>>

中国工程物理研究院北京研究生部
中国工程物理研究院北京研究生部

新型高功率径向速调管振荡器探索

本文对几种新型高功率径向速调管振荡器进行了探索性研究。它们是折叠式谐振腔径向速调管振荡器,高功率虚阴极径向反射速调管振荡器,开放式同轴折叠式谐振腔径向反射速调管振荡器。同时对径向电子束与径向微波电场相互作用的机理进行了深入的分析和研究。用径向二极管一维模型分析了电子束在径向二极管内的运动,和几种二极管结构:嵌入式发射面径向二极管结构,两端馈电二极管结构,椎形二极管结构。研究了径向电子束与径向间隙内,径向二极管间隙内,径向反射速调管内的微波电场的相互作用过程。分析了微波电场对径向电子束的线性和非线性调制,谐振腔内微波的增长时间。对于在电流临近空间电荷限制电流和大信号时,径向电子束与径向间隙内微波电场的非线性相互作用过程进行了初步的研究。研究了折叠式谐振腔径向速调管振荡器,与单间隙同轴腔相比,它起振电流小。第二个特点是单间隙同轴腔的径向尺寸比折叠式谐振腔径向尺寸大。与双平面间隙腔相比,折叠式谐振腔具有柱面大,空间电荷效应小的特点。它...  (本文共105页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南交通大学
西南交通大学

径向相对论速调管中间腔高频特性的研究

近几年,相对论速调管的发展不再盲目追求很高的功率,而是重点研究有较高输出功率、尺寸适中的器件。但是,轴向器件普遍要么效率高但阻抗也高、要么阻抗低但效率也低,而且大多聚焦系统复杂,这些问题导致轴向相对论速调管在小型化和高效率的高功率微波器件发展中受到一定制约。由于径向速调管器件具有空间电荷效应小、空间极限电流大、阻抗低,利于提高器件的功率和效率,并有助于实现器件的小型化等优点,成为高功率微波器件的重要发展方向之一。本文设计了一个用作径向相对论速调管中间腔的谐振腔,对其高频特性进行了分析,并提出了一种利用磁耦合环抑制速调管高次模振荡的方法。首先,本文阐述了径向相对论速调管的研究意义,并简要介绍了其发展现状,之后对电子束在高频结构中的运动过程进行了详细的描述。其次,通过调研发现现在研究的径向速调管器件都是RKO,而RKO的高频结构多为带栅网的同轴谐振腔,它的场分布满足速调管的需求,但是栅网的存在会影响器件的寿命,且会使器件更加复杂,因...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>

《广播与电视技术》2000年08期
广播与电视技术

速调管功放原理、调试和使用

目前UHF彩色电视发射机末级放大 ,大多采用陶瓷四级管和速调管作功率放大器。它们各有优、缺点。陶瓷管结构简单、体积小、重量轻、工作电压低、线性和效率指标都较高 ,但板耗大、温度高、易碰极、寿命只有速调管的三分之一 ,增益只有速调管二分之一 ,且易产生自激、受管子自身和外部分布参数影响工作不稳定等 ;速调管则有带宽宽、寿命长(保一万小时 )增益高 (单级40dB以上 )、工作稳定可靠、日常维护操作方便 ,缺点是效率较低。我台使用的UHF10kW速调管发射机 ,其新颖的设计在于图像、伴音采用一个相同的国产KF421型外腔式速调管。不言而喻 ,对维护人员来说 ,这大大简化了日常维护工作。从多年使用情况来看 ,工作特别稳定可靠 ,一来管子寿命和设备稳定工作时间长 ,其还得益于图像功率放大器和伴音功率放大器设计为两路完全一致的、可共用一套高压电源 ,易管理维护 ,减少备件 ,当图像用速调管接近寿命时还可以倒换到伴音功放上使用。因伴音功率要...  (本文共2页) 阅读全文>>

《电视技术》2000年11期
电视技术

速调管发射机常见故障分析及技术改造

1 常见故障的技术分析速调管电视发射机经调试技术指标达到之后,一般机器运行较稳定,由于管子寿命非常长的特点,使其可靠性较其它机型高,但在这几年的使用实践中,发现以下两个问题必须引起技术人员在维护中加以重点注意。在速调管的调试过程或播出期间,有时会出现体电流过大而无法正常使用的现象。在发射机中设计有当管体电流大于100 mA时,在100 ms内会自动切除高压的保护电路。体电流过大是一种典型的常见故障,一般在以下几种情况下发生:首先可因速调管的腔体调试不当引起,二腔的正常频率为FV1 MHz~FV2 MHz之间,当二腔工作频率太靠近图像频率FV时,使频响出现载频FV处增益高起来,这样在相同的激励下,就会出现过激励,从而引起压同步头,使体电流增加(而体电流过大一般是过激励造成的),使图像质量特别是微分增益DG和低频非线性指标变坏,而且对管子使用很不安全;其次为聚焦磁场的异常引起体电流变化直至过大,这种情况一般表现在聚焦电源损坏引起...  (本文共1页) 阅读全文>>

《科学技术创新》2018年02期
科学技术创新

多注速调管维修方案

1基本组成多注速调管一般有以下六个基本组成部分,如图1所示。图1多注速调管结构图1.1电子枪:主要由阴极、灯丝和控制极组成。灯丝在稳定电源供电下,使阴极加热而产生大量电子,控制极在调制脉冲作用下实现对速调管的工作调制。1.2聚焦系统:又叫聚焦线包,在腔体外侧,能够产生稳定的磁场,使高速电子形成电子注,射向收集极。1.3收集极:是电子的最终归属地,完成能量交换的电子最终打在收集极上并被其吸收,同时产生大量热量,一般需要冷却。1.4腔体:包括谐振腔和漂移腔。谐振腔是微波与电子注交换能量的部件;漂移腔是过渡区。1.5放电泵:主要是对腔体内产生的气体与离子进行吸收,保持多注速调管的真空度。1.6射频输入结构包括输入腔和输入窗;射频输出结构包括输出腔和输出窗。2工作原理灯丝加热之后,阴极发射电子注,经过磁场的聚焦和阴极电场的加速,形成了速度和密度都均匀的电子注,在穿过输入腔的时候,由于射频信号在输入腔中产生的高频振荡,建立起了射频电场,电...  (本文共2页) 阅读全文>>

《电子世界》2018年21期
电子世界

多注速调管发射机设计优化探讨

本文基于多注速调管发射机的实践,给出了此类发射机的工程化改进思路和方案。应用高次模的多注速调管、高压一体化方案、干式冷却技术、频谱试验成果等,提高了多注速调管发射机的适应性和先进性。引言:多注速调管是一种基于速度调制原理将电子注能量转换成微波能量的真空电子器件。电子注的形成、电子注与微波场的互作用、电子剩余能量的耗散和微波能量的输出是在相互分离的空间中进行的,而且高频互作用系统是分离的谐振腔。因而它具有高功率、高增益、高效率、长寿命等优点。配备多注速调管作为核心放大器件的雷达发射机,一般采用先进的零电压移相式全桥脉宽调制高压电源和固态调制器。在使用中,发射机的一些问题逐渐浮出水面,引起广大设计人员和装备使用人员的关注。本文结合装备实践,从使用过程中的相关问题着手,给出相关的工程化思路和方案。1多注速调管发射机工作原理图1发射机信号流程图发射机通常放置在跟踪馈线发射舱中,主要由高频部分、电源部分、全固态调制器以及控制全机的控保电路...  (本文共2页) 阅读全文>>