相對(duì)帶寬11%的C波段寬帶多注速調(diào)管
本文介紹了一支相對(duì)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(cè)試結(jié)果。該管在150kW 的功率電平上,實(shí)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(lái),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(shì)日益凸顯,尤其是上世紀(jì)末以來(lái)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(xiàng)顯著優(yōu)勢(shì),管子的工作電壓低,能夠降低整機(jī)電源的設(shè)計(jì)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(shí)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(hào)處理能力。因此,俄羅斯、中、美、法等國(guó)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(guó)內(nèi)MBK的研制起步于20世紀(jì)90年代,經(jīng)過(guò)20多年的不懈努力,MBK技術(shù)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展。
經(jīng)多年努力,中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十二所在C波段成功研制了多個(gè)類(lèi)型的MBK,峰值輸出90~200kW,平均功率3~12kW,相對(duì)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(guó)內(nèi),目前部分管型已在型號(hào)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(jì)思路和研制情況,并給出測(cè)試結(jié)果。
1、技術(shù)參數(shù)及設(shè)計(jì)考慮
表1為MBK技術(shù)參數(shù)。
表1 MBK技術(shù)參數(shù)
該MBK的技術(shù)難點(diǎn)主要在于高平均功率和寬帶寬的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)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(shí)為了實(shí)現(xiàn)11%的相對(duì)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(jì)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(lái)困難,不利于高功率的實(shí)現(xiàn)。因此高功率和寬帶寬的參數(shù)設(shè)計(jì)相互矛盾,兩者如何取舍,這是設(shè)計(jì)難點(diǎn)。結(jié)合成熟產(chǎn)品的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)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(duì)帶寬達(dá)到11%,平均功率12kW,效率大于25%,帶寬和功率上均實(shí)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。