為滿足整機(jī)已定型機(jī)的須要而研制的X波段大作業(yè)比電鉆線功率行波管。該管采納無截獲柵控電子槍、帶相速跳變的慢波零碎、PPM聚焦零碎、兩級(jí)降壓收集極和脅迫風(fēng)冷。該管電子槍、慢波零碎、收集極和磁聚焦零碎的設(shè)計(jì)采納了CAD技能，在高頻段與收集極間運(yùn)用了再聚焦縮小電子返轉(zhuǎn)技能，加上整管良好的散熱與牢靠的包裝構(gòu)造、寬大的拆卸工藝，最終保障了行波管有很高的效率，很大的均勻功率、很好的偏激勵(lì)特點(diǎn)及能在機(jī)載的嚴(yán)峻條件條件下牢靠作業(yè)。1.小引
2006年，在實(shí)現(xiàn)4kW、3%電鉆線行波管（以次簡稱A管）的研制使命后，咱們結(jié)束研制4kW、6%的電鉆線行波管。因?yàn)檎麢C(jī)已定型，因而所有指標(biāo)及形狀、裝置尺寸務(wù)必與整機(jī)上的行波管相反。
依據(jù)用戶給定的指標(biāo)和形狀尺寸，該管應(yīng)為電鉆線行波管。對電鉆線行波管而言，五百兆帶寬不算寬，34dB的增值也不高，要害是6％的作業(yè)比，兩級(jí)降壓收集極以及大于30％的總效率。這三項(xiàng)指標(biāo)也正是該名目標(biāo)難點(diǎn)所在。2003年，在限定的尺寸內(nèi)，咱們做出輸入功率4kW、作業(yè)比3%、一級(jí)降壓收集極、總效率大于25%的行波管。2005年，咱們研制出兩級(jí)降壓收集極。該署都為4kW、6%的電鉆線行波管研制打下了良好的根底。2.技能指標(biāo)
X波段，帶寬0.5GHz；脈沖輸入功率4kW，作業(yè)比6%；兩級(jí)降壓收集極，總效率大于30%；SMA同軸輸出,FBP-100L法蘭輸入。3.研制計(jì)劃
因?yàn)闊o樣管，咱們只能對準(zhǔn)該管的特點(diǎn)、進(jìn)度務(wù)求、工藝的繼承性及我廠后來的狀況，在A管的根底上，改善電鉆線散熱構(gòu)造。設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)求行波管務(wù)必存在高牢靠的電子槍，能耐低氣壓及能耗散高功率的高牢靠兩級(jí)降壓收集極，存在高電子互作用效率的電鉆線慢波通路，錯(cuò)誤的PPM聚焦零碎以及高牢靠的構(gòu)造設(shè)計(jì)。3.1總體設(shè)計(jì)
3.1.1電壓、導(dǎo)購系數(shù)及電子效率
關(guān)于代替管，電壓、直流電都是確定的。
依據(jù)用戶用戶技能指標(biāo)，選同步電壓Uo＝12kV，負(fù)極直流電Ikp＝1.65A，那時(shí)導(dǎo)購系數(shù)
Pμ＝1.25μP；若輸入功率Pout＝4kW，則電子互作用效率ηe＝0.20。
3.1.2電子注流通率、收集極降壓及總效率
由通例劃算及教訓(xùn)估算得出：
若Uo＝12kV，Uc1＝8kV，Uc2＝4kV，Ib＝24mA，Ic1＝50mA，Ic2＝25m，Pout＝4kW，則總效率η＝0.304。3.2電子槍設(shè)計(jì)
3.2.1電子槍參數(shù)
電壓12kV，直流電1.65A，導(dǎo)購系數(shù)Pu=1.25μP，注半徑b=0.6mm
3.2.2CAD劃算
A管電子槍總體指標(biāo)滿足該管的務(wù)求。咱們經(jīng)過烏克蘭硬件包里的optic程序?qū)管電子槍加新的磁路構(gòu)造繼續(xù)劃算調(diào)整，劃算失去的電子槍參數(shù)如次：
電壓12kV，電極電壓180V，直流電1.665A，導(dǎo)購系數(shù)Pu=1.26μp，注半徑b=0.59mm，射程Zm=16mm。帶磁場的電子槍劃算后果見圖1：
3.2.3電子槍的構(gòu)造及牢靠性設(shè)計(jì)
思忖該管為機(jī)載管，嘗試條件比擬刻薄，沖鋒陷陣強(qiáng)度、掃頻振動(dòng)等務(wù)求遠(yuǎn)高于正常行波管的嘗試條件，因而，咱們把電子槍構(gòu)造強(qiáng)度、牢靠性放在第一位。電子槍內(nèi)的支持件、熱屏蔽件均采納釬焊或激光焊，確保電子槍各個(gè)零元件構(gòu)造的牢靠性。
電子槍打火是A管比擬突出的問題。咱們做了以次改良：
1.普及電子槍內(nèi)整機(jī)的晶亮度；
2.改良聯(lián)接件形態(tài)，放量縮小尖角，同聲在全部作遮蔽；
3.改良槍殼，去除湊近聚束極的一個(gè)封接環(huán)，槍殼直徑略放大；
4.槍殼鉚接由銀焊改為銅銀焊，克服銀蒸提問題；
5.在槍內(nèi)裝消氣劑。3.3慢波線的設(shè)計(jì)與振蕩的克制
3.3.1慢波線和夾持桿的選取
慢波線的設(shè)計(jì)通過了兩個(gè)階段。第一個(gè)計(jì)劃，慢波線采納了薄電鉆帶，夾持桿為矩形氧化鈹桿，b/a較大，思忖到該管頻帶較窄，故未采納相速突變技能。2007年頭，咱們做出了性能指標(biāo)全副達(dá)標(biāo)的行波管。然而，4只行波管在6%作業(yè)比方業(yè)50時(shí)辰左右時(shí)，全副焚毀。咱們及時(shí)對焚毀的管子繼續(xù)理解剖綜合。從解剖管看，均是輸入電鉆線燒斷，且有夾持桿熔融景象。
經(jīng)探討，咱們覺得：
1)管子作業(yè)時(shí)，管內(nèi)熱度很高。當(dāng)電鉆線支持資料熱度勝于500℃時(shí),氧化鈹瓷導(dǎo)熱率隨熱度升高急劇上升，而此時(shí)氮化硼的導(dǎo)熱率顯然優(yōu)于氧化鈹瓷。
2)受拆卸步驟莫須有，薄電鉆帶變形；薄電鉆帶功率定量不夠。
3)b/a較大，莫須有了電子流通率；
4)電子效率偏低。
對準(zhǔn)存在的問題，咱們批改了設(shè)計(jì)計(jì)劃：
1)加寬加厚電鉆帶，加大電鉆線功率定量；
2)夾持桿由矩形氧化鈹桿改為矩形氮化硼桿，確保導(dǎo)熱路徑阻塞；
3)加大輸入電鉆線內(nèi)徑，改善靜態(tài)流通；
4)采納相速突變技能，普及電子效率。
3.3.2慢波線的設(shè)計(jì)
咱們當(dāng)初運(yùn)用的劃算程序在電子槍劃算時(shí)較準(zhǔn)，但在高頻劃算時(shí)偏差太大。而相速突變來到電腦簡直不行能兌現(xiàn)，在海內(nèi)外所有篇章中都不會(huì)涌現(xiàn)跳變的具體數(shù)據(jù)。在哪兒跳？跳多少？
在無任何其余新程序時(shí)，咱們采納了劃算和裝管相聯(lián)合的步驟，一直下結(jié)論教訓(xùn)，一直修改程序，在一年多的工夫內(nèi)，咱們繼續(xù)了上千次的劃算，數(shù)十次裝管，最終將電子效率由18%普及到23%，圖3為相速突變示用意。
3.3.3衰減與切斷
該管采納一次切斷。為了失掉高效率，輸出段增值低一點(diǎn)，輸入段增值放量高一點(diǎn)。輸入段采納相速跳變后，起振條件改觀了，輸入衰減器比原先縮短15mm。切斷兩邊設(shè)置的碳膜衰減器，兌現(xiàn)了良好的阻抗匹配。3.4輸能安裝的設(shè)計(jì)
3.4.1輸入窗
思忖到同軸與波導(dǎo)轉(zhuǎn)換處既要電接觸牢靠，又要保障氣密，咱們將波導(dǎo)接入了真空。這就帶來兩個(gè)問題，一是要加一個(gè)盒形窗，二是盒形窗有定然的高低，會(huì)占用管子下部的風(fēng)道。
晚期盒形窗與波導(dǎo)用氬弧焊聯(lián)接（圖6）。后改為盒形窗與波導(dǎo)間接硬焊（圖7）。這種構(gòu)造更牢靠，同聲可認(rèn)為風(fēng)道增多4.3mm高低。
羅茨水環(huán)真空機(jī)組、羅茨旋片真空機(jī)組
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