CN103996589A - S、c波段的行波管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种S、C波段的行波管，该行波管的行波管裸管包括：依次相连的电子枪、高频电路和收集极；其中，高频电路的阴极电位设置在-4000V至-3000V，该高频电路的慢波电路长度为200mm至300mm；该高频电路的螺旋线内径为1.0mm至4.0mm，该螺旋线的带料宽度为0.1mm至1.0mm。本发明通过设置高频电路的慢波电路长度为200mm至300mm；高频电路的螺旋线内径为1.0mm至4.0mm，螺旋线的带料宽度为0.1mm至1.0mm，进而使高频电路在满足行波管输出功率的基础上，缩小了行波管的体积和重量，便于携带，促使微波通信器件向小型化发展。

Description

S、C波段的行波管
技术领域
本发明涉及微波通信领域，具体而言，涉及S、C波段的行波管。
背景技术
行波管是微波通信等领域中的重要电子器件。现代微波通信的发展要求通信系统实现移动便利、携带方便、功能强大、低耗能，便于在各种恶劣环境条件下使用，诸如地震救灾、山洪抢险、高山救援、海难营救等等，同时可以大量应用于日常通信、航海导航、飞行导航等。对行波管提出体积小、重量轻、效率高的要求。
S、C波段是微波通信等使用最多的频段之一，传统的S、C波段行波管体积通常大于或等于500mm×80mm×80mm，质量大于或等于4kg，不满足微波通信器件向小型化发展的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种S、C波段的行波管，以解决上述的问题。
在本发明的实施例中提供了一种S、C波段的行波管，该行波管的行波管裸管包括：依次相连的电子枪、高频电路和收集极；其中，高频电路的阴极电位设置在-4000V至-3000V，该高频电路的慢波电路长度为200mm至300mm；该高频电路的螺旋线内径为1.0mm至4.0mm，该螺旋线的带料宽度为0.1mm至1.0mm。
进一步地，上述电子枪的阴极发射面直径为1.0mm至6.0mm，行波管工作时，电子枪的设置参数包括：电子注射程为5mm至20mm，电子注占空比为0.5至0.9，周期性磁场值为0.1T至1T，电子光学系统阴极工作电位在-4000V至-3000V。
进一步地，上述电子枪的长度为30mm至50mm，该电子枪的直径为15mm至30mm。
进一步地，上述收集极的长度为30mm至50mm，该收集极的直径为15mm至30mm。
本发明实施例提供的S、C波段的行波管主要采用对高频电路进行改进的方式，设置慢波电路长度为200mm至300mm；高频电路的螺旋线内径为1.0mm至4.0mm，螺旋线的带料宽度为0.1mm至1.0mm，进而使高频电路在满足行波管输出功率的基础上，缩小了行波管的体积和重量，便于携带，促使微波通信器件向小型化发展。
附图说明
图1示出了本发明实施例提供的S、C波段连续波行波管的结构示意图；
图2示出了本发明实施例提供的S、C波段的行波管裸管结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
如图1所示的S、C波段连续波行波管的结构示意图，该行波管由行波管基管12、均衡器14、射频输出接头16、高压连接器18组成。其中，均衡器14、射频输出接头16、高压连接器18可以采用相关技术中的配制标准。本实施例中的S、C波段的行波管的小型化主要针对行波管基管的小型化进行。
如图2所示的S、C波段的行波管裸管结构示意图，该行波管的行波管裸管包括：依次相连的电子枪22、高频电路24和收集极26；其中，高频电路24的阴极电位设置在-4000V至-3000V，高频电路24的慢波电路长度为200mm至300mm；高频电路24的螺旋线内径为1.0mm至4.0mm，螺旋线的带料宽度为0.1mm至1.0mm。
本实施例的S、C波段的行波管主要采用对高频电路进行改进的方式，设置慢波电路长度为200mm至300mm；高频电路的螺旋线内径为1.0mm至4.0mm，螺旋线的带料宽度为0.1mm至1.0mm，进而使高频电路在满足行波管输出功率的基础上，缩小了行波管的体积和重量，便于携带，促使微波通信器件向小型化发展。
上述高频电路24与现有行波管中的高频电路相比，主要改进之处体现在：(1)阴极低电位同步技术。将阴极电位由-6000～-5000V提高到-4000～-3000V，通过阴极低电位同步技术，将慢波电路长度由300～400mm减小到200～300mm，慢波电路长度缩短≥25％。(2)提升高频电路24的能量转换效率技术。将高频电路24的螺旋线内径由3.0～5.0mm调整1.0～4.0mm；将高频电路24的螺旋线带料带宽由0.3～0.4mm增加到0.6～1.0mm。通过螺旋线内径、螺旋线带料带宽的改进，将高频电路24的能量转换效率由15％提升到25％。
在上述行波管的基础上，本实施例的电子枪22的阴极发射面直径为1.0mm至6.0mm，行波管工作时，电子枪22的设置参数包括：电子注射程为5mm至20mm，电子注占空比为0.5至0.9，周期性磁场值为0.1T至1T，其中T指特斯拉(tesla)，是磁通量密度或磁感应强度的国际单位制导出单位，电子光学系统阴极工作电位在-4000V至-3000V。进一步地，该电子枪22的长度可以为30mm至50mm，电子枪22的直径为15mm至30mm。
上述电子枪22与现有行波管中的电子枪相比，主要改进之处体现在：(1)改进了电子枪22的电子光学系统。阴极发射面直径由6.0～10.0mm减小到4.0～6.0mm；电子注射程由2～10mm调整为5～20mm；电子注占空比由0.4调整为到0.5～0.9；周期性磁场值由0.05T，调整到0.1～1T。通过以上参数的调整，将电子枪的电子光学系统阴极工作电位在-4000～-3000V，满足S、C波段连续波行波管设计要求。(2)改进了电子枪22装配结构。通过电子枪22结构优化设计，将电子枪22的长度由80～120mm缩短到30～50mm，电子枪22的直径由30～60mm减小到15～30mm。
在上述行波管的基础上，本实施例的收集极26的长度为30mm至50mm，收集极26的直径为15mm至30mm。
上述收集极26与现有行波管中的收集极相比，主要改进之处体现在：(1)采用多级降压收集极。将收集极级数由一级提升到三级，系统回收电子能量由20％提升到40％。(2)改进收集极装配结构。通过收集极26结构优化设计，将收集极26的长度由80～120mm缩短到30～50mm，收集极26的直径由30～60mm减小到15～30mm。
本发明实施例考虑影响行波管基管体积关键部件是行波管裸管，因此对行波管裸管的小型化主要通过高频电路小型化、电子枪小型化、收集极小型化三个方面改进得以实现。该S、C波段连续波行波管的体积≤360mm×80mm×40mm，输出功率≥100W，重量≤1.5kg，有效的缓解了我国对S、C波段行波管小型化的强烈需求。
以上实施例通过对S、C波段的行波管的小型化，满足了现代微波通信的发展要求，对实现通信系统移动便利、携带方便、功能强大、低耗能具有重要的意义。上述实施例的S、C波段的行波管可以在诸如地震救灾、山洪抢险、高山救援、海难营救等等方面发挥重要的微波通信作用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种S、C波段的行波管，其特征在于，所述行波管的行波管裸管包括：依次相连的电子枪、高频电路和收集极；
其中，所述高频电路的阴极电位设置在-4000V至-3000V，所述高频电路的慢波电路长度为200mm至300mm；
所述高频电路的螺旋线内径为1.0mm至4.0mm，所述螺旋线的带料宽度为0.1mm至1.0mm。
2.根据权利要求1所述的行波管，其特征在于，所述电子枪的阴极发射面直径为1.0mm至6.0mm，所述行波管工作时，所述电子枪的设置参数包括：电子注射程为5mm至20mm，电子注占空比为0.5至0.9，周期性磁场值为0.1T至1T，电子光学系统阴极工作电位在-4000V至-3000V。
3.根据权利要求2所述的行波管，其特征在于，所述电子枪的长度为30mm至50mm，所述电子枪的直径为15mm至30mm。
4.根据权利要求1所述的行波管，其特征在于，所述收集极的长度为30mm至50mm，所述收集极的直径为15mm至30mm。
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