8mm高增益高平均功率回旋速调放大器（研究）

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1、8mm高增益高平均功率回旋速调放大器研究—・概述现代战争是高科技战争，战争双方谁拥有最先进的高科技武器，谁就能掌握战争的主动权，否则只能处于被动挨打的地位。在现代及未来战争中，成功地干扰敌方雷达、通信和武器系统，使之陷入瘫痪，同时对敌方来袭目标进行远程预警、实行有效地探测识别和精确跟踪，引导我方武器系统，包括高功率微波武器,进行精确打击，保护我方的雷达及指挥系统免受敌方的干扰，是赢得胜利的重耍手段。高功率毫米波具有波束窄、分辨率高、能量密度高、抗干扰能力强，是新概念定向能武器研究、高功率毫米波预警雷达、相干雷达及相控阵雷达、

2、强力电子干扰和对抗的理想毫米波源，在军事上具有重要作用。高功率毫米波具有波束窄、测量精度与分辨率高、抗干扰能力强，具有测量复杂结构、探测、识别、跟踪多批量小目标及空间碎片的能力，是高能毫米波雷达的理想源。同时随着功率的不断提高，利用高功率毫米波束也较容易作成高能量密度的强力干扰机和定向能武器系统，在军事上具有重要作用。因而是军事强国竞相发展的军备技术。为了提高我国的国际地位，增强国防实力，打赢高科技战争，急需发展这类高功率毫米波武器系统及其核心部件高功率毫米波源。高功率毫米波回旋速调管放大器的研究不仅有重要的军事应用前景，而

3、且随着它推广应用，将有巨大的经济效益，产生很好的社会效益。(1)咼性能塔米波雷达高功率特别是高平均功率毫米波雷达，其波束窄、测量精度与分辨率高、抗干扰能力强，具有测量复杂结构、探测跟踪多批量小截面目标及空间碎片的能力,这在军事上的意义是显而易见的，而高功率毫米波回旋管给这种雷达提供了高功率毫米波源。目前俄罗斯与美国相继研究了以回旋速调管为源的8mm与3mm波段高功率雷达。俄国人利用两支回旋速调管，每支峰值功率500kW,平均功率5kW,研制成了Ka波段的相控阵雷达。该雷达于1989年建成并在哈萨克斯坦进行了实验,它能跟踪30

4、个人造卫星和其他弹道小截面目标，对雷达截面为0.01m2目标的探测距离为420kmo在1990年至1993年期间对雷达的硕件、软件进行改进，大大改善了雷达的灵敏度与精度。美国从1995年开始启动3mm波段回旋速调管及相应雷达的计划。2001年研制出使用回旋速调管的高功率相干雷达。该雷达是一个可移动的陆基与海基系统，装在40x8平方英尺与20x8平方英尺的两个拖车上，大拖车装有天线、发射机及冷却系统。天线直径为1.83m，增益62dB,小拖车上装有操作控制台、接收机、信号处理系统与数据收集处理计算机系统。雷达中心频率94GHz

5、、平均功率10kW,可用丁-掠海面飞行目标的探测和精确跟踪。(1)毫米波电子战系统利用回旋速调管产生的高峰值功率与高平均功率，可以作成毫米波强力干扰装备，由于波长短，比较容易耦合进对方微波系统，可进行带内与带外干扰。(2)毫米波定向能武器系统随着回旋速调管功率的进一步提高和利用空间功率合成技术及脉冲压缩技术，可以得到很高的峰值功率和平均功率。同时毫米波波束可以作到很窄，能量更集中，完全可以作成定向能武器系统，对敌方目标，特别是电子系统进行攻击,使电子系统中的一些关键敏感小尺寸元件如数字电路工作失效工作状态翻转甚至损坏。利用一

6、定带宽的回旋速调管做成武器系统可攻击敌方卫星，破坏敌方通信，还可作成战术武器系统对敌方人员进行攻击，使之失去战斗力。除此而外，回旋速调管述可用于受控热核聚变等离子体加热，毫米波通信、高能加速器等很多应用领域。国外技术现状及发展趋势普通微波管由于机理的限制在毫米波段零件尺寸小、加工难度大、阴极发射密度有限、散热困难等因素，使它难于实现高功率，特别是高平均功率。以电子回旋脉塞为机理的回旋速调放大器具有高峰值功率、高平均功率和一定的带宽，成为美、俄等军事强国竞相研究和开发的重点和热点，取得了一系列重大进展。回旋速调管的结构如图所示

7、，在结构上它与普遍多腔速调管有相似之处，它的互作用高频系统是多个彼此分离的谐振腔，其间有供电子注通过而对工作模式截止的漂移管，它的换能机制与普通速调管有原则区别，它是利用磁控注入电子superconciuctingmagnet回旋速调管的结构示意图枪产生的回旋电子注与腔中电磁场作用，由于相对论质量效应而产生角向群聚，进而实现横向换能，使输入的微波、毫米波信号得到放大。回旋速调管放大器具有高功率、高效率、工作稳定、一定带宽、适合毫米波亚毫米波波段工作等特点,在军事上有诱人的应用前景，它是己成功地用于高功率毫米波雷达，因而在国际

8、上受到高度重视。原苏联的科学家，早在20世纪60年代中期就开始在回旋速调管研究。首先在厘米波波段进行了原理实验，以后在毫米波波段的两个大气窗口8mm及3mm波段研制了高峰值功率与高平均功率的回旋速调管，主耍成就如表1。俄科学院应用物理研究所(IAP)与俄工业企业TORIY合作研制了一支中心