[发明专利]L波段B1频段的高可靠空间行波管

说明书

本发明公开了一种L波段B1频段的高可靠空间行波管，它包括聚焦极控制离子阱电子枪(1)，慢波电路(2)，固定在慢波电路(2)外部的PPM磁聚焦系统(6)，与慢波电路(2)相连的同轴输入装置(3)和输出输能装置(4)，与慢波电路(2)相连的四级降压收集极(5)。本发明提供的空间行波管结构设计合理，效率高、线性度高、小螺流，性能优越，可实现60％以上的高效率，可满足卫星系统集成需求，使用寿命长，应用可超过5000小时。

技术领域

本发明涉及一种行波管，具体涉及一种160W的L波段B1频段连续波高效率、高线性度、小螺流、高可靠空间行波管。

背景技术

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。同时卫星系统要求在轨应用的空间行波管要满足≥12年寿命的要求，因此对空间行波管的螺流和可靠性提出了苛刻的要求。

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。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。

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、螺流小、可靠性高的L波段B1频段空间行波管，本发明采用螺旋线慢波结构，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，结合动态相速渐变技术和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，减小螺流；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并减小返流；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，进而保证产品的高可靠性。本发明提供的L波段B1频段高效率、高线性度、小螺流、高可靠空间行波管是一种性能优越，创新性强，是一种可适用于导航卫星和通信卫星等卫星平台应用的空间行波管。

本发明提供的高可靠L波段B1频段空间行波管具有高效率、高线性度、小螺流的优点。本发明作为中国第二代卫星导航系统有效载荷核心组件，可实现国产化在轨应用，可实现60％以上的高效率、满足卫星系统集成需求的高线性度和满足可靠性要求的小螺流，产品在轨应用超过了5000小时工作，地面同状态产品1:1实现了14500小时的验证。

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B1频段的高可靠空间行波管，它包括聚焦极控制离子阱电子枪，慢波电路，固定在慢波电路外部的PPM磁聚焦系统，与慢波电路相连的同轴输入装置和输出输能装置，与慢波电路相连的四级降压收集极；

所述的聚焦极控制离子阱电子枪包括波纹形电子枪瓷环，安装在波纹形电子枪瓷环内部上方的阳极组件，安装在阳极组件下方的聚束极，安装在聚束极下方的阴极，与阴极相连的热丝，安装在阴极外周的第一热屏筒，位于第一热屏筒外周的阴极支撑筒，位于阴极支撑筒外周的第二热屏筒，第二热屏筒安装在支撑筒上方；通过刀口封接在波纹形电子枪瓷环顶部的枪壳定位环和安装在波纹形电子枪瓷环底部的吸气剂；所述的第二热屏筒下方设有屏蔽盖；

所述的慢波电路包括螺旋线，套在螺旋线外周的复合管壳，夹持在钨带螺旋线和复合管壳之间的品字形氧化铍夹持杆，所述的复合管壳外部的极靴焊接有散热片；慢波电路的径向传播常数γa选取为0.6-0.65；