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1、第30卷第11期现代雷达Vol.30No.112008年11月ModernRadarNovember200883收/发技术3毫米波小型化行波管发射机韩博,朱永亮,陈汉兴(南京电子技术研究所,南京210013)【摘要】叙述了1种毫米波行波管发射机的设计方法和工作特点。介绍了其频带宽、增益高、体积小、重量轻等特性;对宽带毫米波栅控行波管的管体特性、高压电源小体积高压整流电路、栅控调制器波形参数和打火保护的设计进行了详细说明;最后给出了发射机的测试结果和测试照片。【关键词】毫米波行波管;高压电源;调制器中图分类号:TN836文献
2、标识码:AMillimeter2waveMiniaturizedTraveling2waveTubeTransmitterHANBo,ZHUYong2liang,CHENHan2xing(NanjingResearchInstituteofElectronicsTechnology,Nanjing210013,China)【Abstract】Akindofmillimeter2wavetransmitterusingTraveling2waveTube(TWT)isintroducedinthispaper.Itschar
3、2acteristicsarepresentedtoo,suchasbroadband,highgain,smallsizeandlightweight.Thispaperdescribesanapproachtode2signthebroadbandmillimeter2wavetransmitter.Thestructureofhigh2voltagepowersupplysmallsizehigh2voltagerectifiercircuit,gatedmodulatorwaveformandarcprotecti
4、oncircuitaredescribed,andtheuseofmillimeter2waveTWTisdescribedtoo.Finally,theresultsoftestingandphotosaregiven.【Keywords】millimeter2waveTWT;high2voltagepowersupply;modulator灯丝电源、钛泵电源、调制器、控保电路等(如图1所0引言示)。毫米波相控阵雷达是相控阵雷达技术发展的一个重要方向,毫米波雷达波束窄、分辨率高、频带宽、抗干[1]扰能力强,在军事上有着非
5、常广阔的应用空间。毫米波相控阵雷达发射机分两种:(1)高功率集中式发射机;(2)分布式子阵发射机。前者适用大功率回旋管发射机,但目前受限于回旋管的技术水平,还不具备工程实用化,后者采用小型化行波管发射机,目前已处于工程实用化阶段,具有良好的应用前景。图1发射机组成框图1发射机系统组成发射机总增益约为60dB,发射机输入端接收频率源送来的约5mW的激励信号,经过两级放大后,输1.1发射机简述出约5kW峰值功率高频脉冲至雷达馈线系统。该发射机为栅控行波管发射机,工作于毫米波1.2.1毫米波栅控行波管(8mm)频段,输出峰值功率
6、≥5kW,脉冲重复频率从毫米波相控阵雷达的主要应用体现在高分辨率测100Hz到数千Hz变化,脉冲宽度为0.5μs～40μs。[1]量和目标成像方面,这就要求雷达发射机具有较高1.2发射机组成的瞬时带宽。宽带行波管和毫米波回旋管相比在这方发射机采用主振放大式两级放大器结构,主要由面具有很大的优势,因此选用毫米波宽带大功率行波两部分组成,高频部分包括前级固态放大器和末级毫管作为此发射机的核心放大器件。米波栅控行波管;电源部分包括高压电源、低压电源、3收稿日期:2008207208修订日期:200821021884现代雷达30卷
7、-3毫米波行波管继承了普通行波管频带宽的优点,压起伏ΔU=36000V×1×10≈36V,储能电容Ch=但是阴极电压相对较高、效率较低,这就给发射机电源-6ΔI×Δt/ΔU=0.12×40×10/36≈0.15μF,收集极脉系统的研制增加了很大的难度,(此行波管阴极电压-2冲电流约为1.35A,收集极电源稳定度约为1×10,依约为36kV,效率约为15%)。为了增加效率和减小体照上述公式计算,储能电容Cc≈0.25μF。积,行波管采用一次降压收集级,发射机高压电源采用变压器油绝缘冷却设计。行波管采用栅极控制,阴极高压为直流
8、高压,容易发生管子打火现象,极易损坏行波管,故此要求打火泄放能量必须≤20J,因此对于高压电源的储能电容和限流保护电阻有严格要求。宽带行波管工作时,因为阻抗匹配的原因,在整个图3高压整流滤波组件频带内输出功率略有起伏,为了保证输出功率的平坦度,在行波管输入端串接小功率环行器和增益均衡器,1.2.3调制器
