[发明专利]行波管螺旋线电压控制方法和控制装置

说明书

本发明涉及行波管螺旋线电压控制方法和控制装置，采集行波管微波信号的实际频率；根据采集到的实际频率以及微波信号频率与最优的螺旋线电压的对应关系确定该实际频率对应的最优螺旋线电压；最后调节螺旋线电压，使其等于确定的最优螺旋线电压。这样的话，不管微波信号的实际频率是多少，都可以提供该频率下的最优的螺旋线电压，进而使行波管在全工作频率范围内，不管实际频率是多少，均能够在该频率下以最大功率输出。所以，该控制方法根据行波管工作时不同微波信号频率需要不同的螺旋线电压才能使输出功率达到最大的特点，使螺旋线电压为最优电压值，提升行波管的工作效率。

技术领域

本发明涉及行波管螺旋线电压控制方法和控制装置。

背景技术

行波管是一种真空电子器件，图1所示为典型螺旋线行波管工作原理示意图。阴极通过灯丝加热，在聚焦极控制下发射电子，在高压电场的作用下加速而具有一定的能量，高能量的电子在慢波结构中与微波信号产生能量交换，从而实现微波信号的功率放大。行波管工作时需要多路电源，包括灯丝电源、聚焦极电源、螺旋线电源和多路收集极电源等。

行波管供电如图2所示，包括灯丝电压(V_F)、聚焦极电压(V_G)、阳极电压(V_A)、螺旋线电压(V_h)和三路收集极电压(V_C1、V_C2、V_C3)，螺旋线电压V_h的正极接地，最后一路收集极与阴极(Cathode)相连，从系统供电结构图上可看出，各路电压均与阴极相连，因为螺旋线V_h的电压最高，所以各路输出电压相对于地均为负电压。

行波管的高压电源主要提供螺旋线电压V_h和多路收集极电压。其中，V_h是集成电源难度最大的一路输出，并且，行波管工作时，加入一定的高频输入微波信号P_in，行波管就对信号进行功率放大，负载电流明显增加，所以，螺旋线电压V_h是所有电压中最重要的电压。而且，螺旋线电压V_h还具有以下特点：(1)供电电压最高，小型化行波管的一般要求为-4000V到-5000V左右；(2)精度要求最高；(3)动态负载变化特性，微波信号的有无和信号频率的变化容易引起负载电流的动态变化，从而导致行波管输出功率的变化，当微波信号的频率发生变化时，行波管无法维持最大功率输出，即行波管无法在不同频率下均以最大功率输出；(4)较高的过流保护要求。另外，各收集极的电压是逐步降低的，一般为相对于V_h的60％、40％、25％，各收集极电压的精度要求不是很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种行波管螺旋线电压控制方法，用以解决微波信号频率发生变化时行波管无法始终以最大功率输出的问题。本发明同时提供一种行波管螺旋线电压控制装置。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种行波管螺旋线电压控制方法，包括以下步骤：

(1)采集行波管微波信号的实际频率；

(2)根据采集到的实际频率以及事先获取的微波信号频率与最优螺旋线电压的对应关系确定该实际频率对应的最优螺旋线电压；

(3)控制调节行波管实际的螺旋线电压，使所述实际的螺旋线电压等于确定的最优螺旋线电压；

所述最优螺旋线电压为行波管在对应频率下能够以最大功率输出的行波管螺旋线电压。

所述微波信号频率与最优螺旋线电压的对应关系为事先测定好的微波信号频率与对应的最优螺旋线电压的对应关系表。

将行波管微波信号的频率分为N个频段，N≥2，各频段分别对应有一个最优螺旋线电压，根据采集到的行波管微波信号的实际频率所处的频段确定最优螺旋线电压。