本文對某一微波功率模塊(MPM)用小型化行波管的直角彎頭輸入結構進行了降低結構高度的研究。新直角彎頭輸入結構的高度從原結構的28.4mm減小到15.8mm，輸入匹配性能也得到同步提升。MPM 的寬度可由此減小12.6mm，因此可獲得更高的集成度。

　　小型化、平面化、集成化是真空電子器件的現在和未來發展方向之一，因此微波功率模塊(簡稱為MPM)的小型化研究始終是目前和今后一個時期真空電子器件領域的重要任務。

　　MPM 實為模塊化的微波發射機，采用MPM可以方便地構建大型微波發射機。MPM 結構上的典型特點為尺寸小、集成度高。如圖1所示，MPM的組成結構主要由小型化行波管、集成電源和固態放大器三者進一步集成于一個外殼中而來。MPM的工作原理可簡述為：集成電源為小型化行波管和固態放大器提供各路供電以及控制接口;固態放大器將輸入至MPM 的微波信號進行預放大，形成小型化行波管所需要的微波功率電平;小型化行波管為微波末級功放，實現微波功率的放大輸出。要想實現MPM 結構的小型化，首先是各組成組件的小型化，此外，在布局上應盡量減少無用空間。因此，行波管結構小型化是在MPM 小型化的主要研制內容之一。

圖1　MPM 結構示意圖

　　行波管結構小型化就是指其結構的長度(L)、厚度(H)和寬度(W )的分別小型化。行波管的長度尺寸取決于增益的大小，增益越低長度越短，一般情況下，只要合理將MPM 需要的增益分配于固態放大器和行波管，就能夠有效縮短行波管的長度，從而滿足MPM 對行波管長度尺寸的限制;行波管的厚度可以通過減小其電子槍、高頻段和收集極的徑向尺寸而滿足;相比較而言，對行波管的寬度進行小型化比較困難，如圖1所示，主要是因為其射頻輸入接口和射頻輸出接口都是沿寬度方向橫向引出的。射頻輸出接口可直接引出MPM 殼體，從而較容易避免小型化問題;射頻輸入接口連接著去往固態放大器的電纜組件，結構上需要進行直角拐彎，由此造成了可觀的無用空間，降低了MPM 的集成度。因此縮小直角彎頭輸入結構尺寸，就成為行波管寬度小型化的關鍵所在。本文的研究方向即為小型化行波管直角彎頭輸入結構設計。

1、優化仿真

　　一般情況下，MPM 用行波管的射頻輸入結構由同軸窗、標準同軸接頭、標準直角彎頭電纜組件構成，這里標準同軸接頭和標準直角彎頭電纜組件統稱為直角彎頭電纜組件，圖2所示，其中直角拐彎由2.2mm半剛同軸電纜彎曲而成。此輸入結構不僅高度高(從軸心到半剛同軸電纜外徑為28.4mm)，而且匹配性能也不佳，一般駐波在2.5以內。

　　為了近一步降低直角彎頭輸入結構的高度和提高匹配性能，在同軸窗結構尺寸不變的情況下，需降低直角彎頭電纜組件的高度尺寸以及設計良好的寬帶匹配結構。為此設計了非標的直角轉彎區與標準的2.2mm電纜以及鎖緊螺母組合而成的新直角彎頭電纜組件，如圖3所示。其中直角轉彎區的高度決定了直角彎頭電纜組件的高度。因此文章的主要研究內容為小尺寸直角轉彎的寬帶匹配設計及小型化直角彎頭電纜組件結構的實現。

圖2　行波管輸入接口常規用直角彎頭輸入結構示意圖

圖3　新直角彎頭輸入結構示意圖