[发明专利]L波段高效率、高线性度空间行波管

说明书

技术领域

本发明涉及一种行波管，具体涉及一种135W的L波段连续波高效率、高线性化空间行波管。

背景技术

目前卫星用途广泛，包括军事对抗、侦察、雷达应用、商业通信、宽带多媒体、气象应用、导航及通信等，有力地推动了各项事业的发展。

空间行波管放大器作为用来末级功率放大的选择方案之一，备受关注，国外普遍采用空间行波管作为各类应用卫星的核心器件。

由于卫星上可用能源和散热条件的限制，空间行波管必须具有高的能量转化效率。同时对于应用于卫星的空间行波管，不仅要满足输出功率、增益的要求，同时还必须具备较小的谐波分量和三阶交调分量的输出，以及较小的相位失真和较小的群时延等诸多非线性参量的要求。

伴随着各种不同功能卫星的高速发展，国家对空间行波管的数量和性能提出了越来越高的要求，空间行波管的研制难度越来越大，而西方对其关键技术严格保密，对关键元器件严格禁运，迫使我们只能走自主创新发展之路。

因此，为了满足卫星快速发展的需求以及实现关键技术、武器的自主可控，很有必要设计开发一种高效率、高线性度的L波段空间行波管，最终实现国外样管的替代。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种结构设计合理，总效率高，线性度好，性能优越，结构新颖，可适用于卫星通信、导航等系统应用的L波段空间行波管。

技术方案：为了实现以上目的，本发明所采取的技术方案为:

一种L波段高效率、高线性度空间行波管，它包括：双阳极电子枪，与双阳极电子枪相连的慢波电路，固定在慢波电路外部的聚焦系统，与慢波电路相连的输能装置和四级降压收集极；

所述的双阳极电子枪包括波纹形氧化铝电子枪瓷环，安装在波纹形氧化铝电子枪瓷环内的热丝，安装在热丝上方的阴极组件，阴极组件位于阴极支持筒上，安装在阴极组件上的聚束极，安装在聚束极上方的阳极，所述的阴极支持筒外周套有热屏筒；

所述的慢波电路包括管壳、安装在管壳内的螺旋线，支撑固定在管壳和螺旋线之间的扇形氧化铍瓷杆；所述的螺旋线的输入段及输出段均设置有集中衰减器，所述的螺旋线的径向传播常数γa为0.65-0.7；所述的螺旋线采用相速渐变结构；

作为优选方案，所述的L波段高效率、高线性度空间行波管，所述的螺旋线相速渐变结构包括相速增加段、相速减小段，相速增加段，螺旋线分为4段，长度分别为205mm，196mm，12mm和5mm；螺距大小分别1.4mm，1.48mm，1.16mm和1.23mm。

作为优选方案，所述的L波段高效率、高线性度空间行波管，所述的聚焦系统为PPM聚焦系统。

作为优选方案，所述的L波段高效率、高线性度空间行波管，所述的输能装置中输入采用SMA结构，输出采用TNC结构。

作为优选方案，所述的L波段高效率、高线性度空间行波管，所述的SMA结构包括输入输能窗，穿过输入输能窗的内导体，安装在内导体外周的输入套筒，安装在内导体和输入套筒之间的介质。

作为优选方案，所述的L波段高效率、高线性度空间行波管，所述的输出TNC结构包括输出窗，穿过输出窗的内导体，安装在输出窗和内导体外周的输出套筒，安装在输出套筒与输出窗和内导体之间的介质。

作为优选方案，所述所述的L波段高效率、高线性度空间行波管，所述四级降压收集极包括收集极外筒，安装在收集极外筒内的第一收集极，第二收集极，第三收集极和第四收集极，安装在收集极外筒内壁上的带孔瓷柱；第一收集极，第二收集极，第三收集极和第四收集极的引线穿过带孔瓷柱后由尾部引出，彼此通过陶瓷绝缘；第一收集极，第二收集极，第三收集极和第四收集极为非对称电极，且采用锯齿状尖锥结构。

本发明采用的螺旋线慢波结构，对设计参数进行进一步优化选取，通过选取较小的γa获得较高的耦合阻抗，结合相速渐变和CAD的手段提高电子效率，同时满足高线性化需求；采用PPM聚焦系统保证高的流通率；输入采用标准SMA-50k接头，输出采用TNC接头，保证低的电压驻波比和高的输出功率；采用四级降压收集极提高整管效率；采用一体式传导冷却散热结构和封装结构保证整管力学和热学性能。