C波段高功率速调管的测试方法-毕业设计

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1、摘要木文主要介绍的是C波段高功率速调管的测试方法，首先是速调管的发明、技术现状以及发展趋势。其次是高功率速调管原理、分类及指标，说明了速调管的基本工作原理、速调管的分类以及主要特性和副特性。再次是C波段高功率速调管测试系统，简单的介绍了速调管的测试系统、调制器的种类和高压直流电源，并且简要说明了速调管的冷却系统和冷却系统的清洁方法。最后是C波段高功率速调管的测试方法及步骤，具体的介绍了速调管的直流特性测试和速调管的高频特性测试。关键词：速调管；电子注；直流特性；高频特性目录第一章绪论11.1速调管的发明与技术现状11.2速调管的发展趋势2第二章

2、C波段高功率速调管原理及指标52.1基本工作原理52・2速调管的分类62.2.1电子注数目和截面形状72.2.2电子注的聚焦形式72.2.3带宽、调谐方式和高频互作用电路的形式72.2.4电子注工作和调制方式72.2.5速调管的结构形式72.3速调管的性能指标82.3.1速调管的主要特性82.3.2速调管的副特性10第三章C波段高功率速调管测试系统133.1测试系统简介133.2电源和调制器143.2.1线性调制器143.2.2钢管脉冲调制器153.2.3高压直流电源153.3冷却系统163.3.1冷却液和水净化系统163.3.2冷却表面和冷却

3、回路的腐蚀和污垢17第四章高功率速调管测试方法与步骤194.1速调管直流特性的测试194.1.1低压发射特性的测量194.1.2冷高压老练194.1.3热高压老练和直流特性的测试204.2速调管高频特性的测试214.2.1输岀功率、效率和增益特性的测试214.2.2相位噪声的测量234.2.3相位灵敏度的测试234.3样管测试24结论26致谢27参考文献28第一章绪论第一章绪论1.1速调管的发明与技术现状速调管的发明是多人研究的结果。1932年俄罗斯列宇格勒工学院的物理学教授D.A.Rozhansky提出了产牛密度变化电子注的方法。与D.A.R

4、ozhansky教授一起工作的年轻物理学家Agnessa.Arsenjewa和她的丈夫，徳国的Oska.Heil,在1935年提出了电子的速度调制和群聚的原理，发明了Heil振荡器。Heil振荡器是一种采用同轴谐振腔的漂移管振荡器。同期，美国斯坦福大学物理学教授W.W.Hansen在研究用于X射线谱仪的高压电子注的过程中发明了微波谐振腔，并发展了将谐振腔等效为电路元件的理论，推导出各种形状的谐振腔木征值的分析表示式。谐振腔的发明对于Varian兄弟发明速调管有重要影响。1937年美国的RussellVarian和SigurdVarian兄弟制成

5、了双腔速调管并申请了专利，成为公认的速调管的发明人。下面按照速调管的应用情况，介绍两类速调管的技术水平和研究进展。速调管的发展是与高能物理研究用的粒子加速器的发展紧密联系在一起的，美国斯坦福加速器中心（SLAC）在发展粒子加速器用高峰值功率速调管和连续波速调管方而一直处于国际前沿。在20世纪50年代，SLAC研制成功了S波段24MW永磁聚焦速调管，并应用于正负屯子对撞机。从80年代起，随着加速器能量的提升，速调管的峰值功率不断提高，目前在S波段达到了200MW。在X波段达到了75MWo作为探测空间目标（飞机、导弹、火箭）的各种雷达系统是大功率速

6、调管的一个重要应用领域。自20世纪50年代起，相关微波管公司在军用和民用雷达系统的推动下，发展了多种类型的窄带和宽带速调管。天气雷达、导航雷达和测控雷达用的速调管，其峰值功率几百千瓦至兆瓦级,工作时要求的瞬时带宽较小，可釆用机械调谐来扩展工作频率范围。近年来，法国、FI本和美国等国开始研制用于加速器的多注速调管，其中法国的Thales电子器件公司（TED）、美国的CPI-MED公司和日本的东芝公司等为欧洲正负电子对撞机研制成功了峰值功率为10MW,平均功率为150MW的L波段高功率多注速调管。1.2速调管的发展趋势速调管虽然是一种发展较为成熟的

7、微波真空电子器件，但在新的应用需求和新技术、新工艺的推动下，原有品种的性能不断得到改善和提高，新的品种不断得到开发和应用，其主要发展趋势有以下几个方面：(1)发展高功率和高频率的速调管。发展用于各类加速器和微波武器的S、C、和X波段的百兆瓦级的单注、多注和柱状高峰值功率计速调管；发展用于超大功率干扰机和超远程精密测量雷达的百千瓦级的高平均功率速调管，以及用于微波能束武器的相对论速调管；发展用于可控热核聚变装置散裂中子源和洁净核能系统的高连续波和长脉冲速调管；发展毫米波波段和THz波段的速调管；研究在高频率下获得高功率输出的方法和技术途径。(2)

8、进一步展宽速调管的频带。重点发展滤波器加载重叠模双间隙耦合腔的分布作用速调管，使其瞬时工作带宽达12%〜15%，并研究新型结构的宽带群聚段,探索采用如