CN214152841U - 一种s、c、x波段超宽带行波管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电子对抗领域，具体公开了一种S、C、X波段超宽带行波管，包括行波管基管(1)，所述行波管基管(1)包括依次相连的电子枪(11)、高频电路(12)和收集极(13)；所述高频电路(12)的慢波电路长度为185mm至220mm，所述高频电路(12)的螺旋线内径为1.0mm至2.0mm；所述电子枪(11)的阴极发射面直径为2.0mm至4.0mm，所述螺旋线的带料宽度为0.6mm至1.0mm，所述收集极(13)为多级降压收集极。该S、C、X波段超宽带行波管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，便于应用于弹载的电子对抗装备，促使行波管器件向小型化发展。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子对抗领域领域，特别是涉及一种S、C、X波段超宽带行波管。
背景技术
行波管是微波通信、电子对抗等领域中的重要电子器件。行波管频带的拓展，不仅能减小电子战系统中的用管数量，而且可以节约大量的成本而带来可观的经济效益，尤其是应用于弹载的电子对抗装备，应用环境就必须是小型化产品，才利于实现电子干扰设备武器化，利于武器装备系统的快速反应能力，提高武器装备系统的战场生存能力。它既可作为一般防御性电子对抗功率源，又可以用作攻击性电子对抗装备。
在应用领域方面，该管主要应用于弹载电子干扰设备，也可以应用于机载电子干扰设备，如无人机、电子战飞机、战斗机、运输机、轰炸机，还可以应用于各类地面干扰机站，车载、舰载移动电子干扰设备，需求量较大。
S、C、X波段是电子对抗等使用最多的频段之一，传统的S、C、X波段行波管体积通常大于或等于400mm×80mm×80mm，质量大于或等于4kg，不满足电子对抗器件向小型化发展的需要。
实用新型内容
本实用新型主要提供一种S、C、X波段超宽带行波管，能够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，便于应用于弹载的电子对抗装备，促使行波管器件向小型化发展。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种S、C、X波段超宽带行波管。
该超宽带行波管包括行波管基管1，所述行波管基管1包括依次相连的电子枪11、高频电路12和收集极13；
所述高频电路12的慢波电路长度为185mm至220mm，所述高频电路12的螺旋线内径为1.0mm至2.0mm；所述电子枪11的阴极发射面直径为2.0mm至4.0mm。
优选地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述螺旋线的带料宽度为0.6mm至1.0mm。
优选地，超宽带行波管设计过程中，输入段采用的是高耦合阻抗的高频数据，输出段采用的是“超反常”的高频数据。输入段保持高耦合阻抗的同时色散平坦，高频场与电子注同步程度提高，从而提高输出功率；输出段采用“超反常”的色散特性，加大了高频场与低频场的相速差，实现扩展宽带的目的。
优选地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述电子枪11的长度为30mm至40mm，所述电子枪的直径为15mm至20mm。
优选地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述收集极13的长度为30mm至40mm，所述收集极13的直径为15mm至20mm。
优选地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述收集极13为多级降压收集极。
优选地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述多级降压收集极为3级降压收集极。
优选地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述电子枪11为叠式电子枪。
优选地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述行波管还包括射频输入接头2、射频输出接头组件3，所述射频输入接头2位于所述行波管基管1的输入端，所述射频输出接头组件3位于所述行波管基管1的输出端。
优选地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述射频输入接头2上设有输入管壳，所述射频输出接头组件3上设有输出管壳。
优选地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述输入管壳的加载半径和所述输出管壳的加载半径相同。
本实用新型的有益效果是：(1)区别于现有技术的情况，本实用新型中所述高频电路12的慢波电路长度为185mm至220mm，所述高频电路12的螺旋线内径为1.0mm至2.0mm；所述电子枪11的阴极发射面直径为2.0mm至4.0mm，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，便于应用于弹载的电子对抗装备，促使行波管器件向小型化发展；(2)对电子枪11、高频电路12和收集极13三个方面改进，使得S、C、X波段行波管的体积≤278mm×30mm×40mm，输出功率≥240W，重量≤1.0kg，有效的缓解了我国对S、C、X波段行波管小型化的强烈需求；(3)螺旋线的带料宽度为0.6mm至1.0mm，提高了行波管的能量转换效率。
附图说明
图1是本实用新型一种S、C、X波段超宽带行波管的结构示意图；
图2是本实用新型一种S、C、X波段超宽带行波管基管的结构示意图；
图3是本实用新型一种S、C、X波段超宽带行波管基管中电子枪的结构示意图。
图中标号：1、行波管基管；2、射频输入接头；3、射频输出接头组件；11、电子枪；12、高频电路；13、收集极。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚和完整，以下实施例结合附图对本实用新型作进一步地的阐述。
实施例1
提供一种S、C、X波段超宽带行波管。如图1、2所示，该超宽带行波管包括行波管基管1，所述行波管基管1包括依次相连的电子枪11、高频电路12和收集极13；
所述高频电路12的慢波电路长度为185mm至220mm，所述高频电路12的螺旋线内径为1.0mm至2.0mm；所述电子枪11的阴极发射面直径为2.0mm至4.0mm。
进一步地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述螺旋线的带料宽度为0.6mm至1.0mm。通过螺旋线内径、螺旋线带料带宽的改进，将高频电路12的能量转换效率大大提高。
进一步地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述电子枪11的长度为30mm至40mm，所述电子枪的直径为15mm至20mm，电子枪3的设置参数包括：电子注射程为5mm至20mm，电子注占空比为0.4至0.6，周期性磁场值为0.1T至1T，其中T指特斯拉，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-6000V至-4000V。
进一步地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述收集极13的长度为30mm至40mm，所述收集极13的直径为15mm至20mm。
该实施例设置高频电路12的慢波电路长度为185mm至220mm，所述高频电路12的螺旋线内径为1.0mm至2.0mm；所述电子枪11的阴极发射面直径为2.0mm至4.0mm，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，便于应用于弹载的电子对抗装备，促使行波管器件向小型化发展。
实施例2
在实施例1的基础上，对该行波管作进一步的改进，该超宽带行波管包括行波管基管1，所述行波管基管1包括依次相连的电子枪11、高频电路12和收集极13；
所述高频电路12的慢波电路长度为185mm至220mm，所述高频电路12的螺旋线内径为1.0mm至2.0mm；所述电子枪11的阴极发射面直径为2.0mm至4.0mm。所述螺旋线的带料宽度为0.6mm至1.0mm。
进一步地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述收集极13为多级降压收集极。
进一步地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述多级降压收集极为3级降压收集极，其中，最后一级降压收集极与行波管的阴极连接，多级降压收集极的系统回收电子能量最小为57.1％。
进一步地，一种S、C、X波段超宽带行波管，如图3所示，所述电子枪11为叠式电子枪。目前实用的电子枪有套封式电子枪和叠式电子枪，套封式电子枪与叠式电子枪相比，灌胶体在直径方向的尺寸变化不大，但在轴向尺寸要加大，为了小型化设计本实施例选用叠式电子枪，易于加工制造。
实施例3
在前述实施例的基础上，对一种S、C、X波段超宽带行波管进一步改进，该超宽带行波管包括行波管基管1，所述行波管基管1包括依次相连的电子枪11、高频电路12和收集极13；
所述高频电路12的慢波电路长度为185mm至220mm，所述高频电路12的螺旋线内径为1.0mm至2.0mm；所述电子枪11的阴极发射面直径为2.0mm至4.0mm。所述螺旋线的带料宽度为0.6mm至1.0mm。
优选地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述行波管还包括射频输入接头2、射频输出接头组件3，所述射频输入接头2位于所述行波管基管1的输入端，所述射频输出接头组件3位于所述行波管基管1的输出端。
进一步地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述射频输入接头2上设有输入管壳，所述射频输出接头组件3上设有输出管壳。
进一步地，一种S、C、X波段超宽带行波管，所述输入管壳的加载半径和所述输出管壳的加载半径相同。
具体地，超宽带行波管设计过程中，输入段采用的是高耦合阻抗的高频数据，输出段采用的是“超反常”的高频数据。输入段保持高耦合阻抗的同时色散平坦，高频场与电子注同步程度提高，从而提高输出功率；输出段采用“超反常”的色散特性，加大了高频场与低频场的相速差，实现扩展宽带的目的。
在一种S、C、X波段超宽带行波管的设计过程中针对行波管基管1的改进，主要考虑以下因素：螺旋线带料尺寸、表面光结度、涂复材料对超宽带、高效慢波电路的色散、耦合阻抗的影响；螺旋线、管壳内半径、加载翼片半径对色散、耦合阻抗的影响；输入、输出段正色散特性和负色散特性慢波电路的互补作用，均匀螺距、跳变螺距、渐变螺距的组合的设计。
进一步地，在该实施例中，主要考虑谐波抑制技术，谐波抑制技术通过管壳翼片加载、螺距跳变技术抑制行波管二次谐波，同时采用返波振荡抑制技术，返波振荡抑制技术包括使用集中衰减器、螺距跳变技术对抑制行波管返波振荡的作用。
进一步地，管壳翼片加载技术中，高耦合阻抗和超反常高频特性下的尺寸参数如下表所示：
| 结构尺寸(mm) | 输入段：高耦合阻抗 | 输出段：超反常 |
| 加载条翼片内径R | 1.41 | 1.30 |
| 螺距 | 0.60 | 0.64 |
| 管壳内半径(mm) | 3.1 | 3.1 |
| 夹持杆形状 | 品字形BN | 品字形BN |
| 色散反常度 | 0.25％ | 1.04％ |
其中，输入管壳和输出管壳的R10是一样的，即输入管壳和输出管壳加载半径是一样的。
该实施例中行波管的设计，实现了加大了高频场与低频场的相速差，达到扩展宽带的目的，对于S、C波段行波管来说，本方案实现了S、C、X波段超宽带行波管，能在更长的波段范围使用。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种S、C、X波段超宽带行波管，包括行波管基管(1)，其特征在于，所述行波管基管(1)包括依次相连的电子枪(11)、高频电路(12)和收集极(13)；
所述高频电路(12)的慢波电路长度为185mm至220mm，所述高频电路(12)的螺旋线内径为1.0mm至2.0mm；所述电子枪(11)的阴极发射面直径为2.0mm至4.0mm；
所述行波管还包括射频输入接头(2)、射频输出接头组件(3)，所述射频输入接头(2)位于所述行波管基管(1)的输入端，所述射频输出接头组件(3)位于所述行波管基管(1)的输出端；
所述射频输入接头(2)上设有输入管壳，所述射频输出接头组件(3)上设有输出管壳。
2.根据权利要求1所述的一种S、C、X波段超宽带行波管，其特征在于，所述螺旋线的带料宽度为0.6mm至1.0mm。
3.根据权利要求1所述的一种S、C、X波段超宽带行波管，其特征在于，所述电子枪(11)的长度为30mm至40mm，所述电子枪的直径为15mm至20mm。
4.根据权利要求1所述的一种S、C、X波段超宽带行波管，其特征在于，所述收集极(13)的长度为30mm至40mm，所述收集极(13)的直径为15mm至20mm。
5.根据权利要求4所述的一种S、C、X波段超宽带行波管，其特征在于，所述收集极(13)为多级降压收集极。
6.根据权利要求5所述的一种S、C、X波段超宽带行波管，其特征在于，所述多级降压收集极为3级降压收集极。
7.根据权利要求1所述的一种S、C、X波段超宽带行波管，其特征在于，所述电子枪(11)为叠式电子枪。
8.根据权利要求1所述的一种S、C、X波段超宽带行波管，其特征在于，所述输入管壳的加载半径和所述输出管壳的加载半径相同。
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114242542A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-25 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 用于行波管的输出端盖及其连接方法、包括其的行波管 |
| CN114864360A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-08-05 | 电子科技大学 | 一种超宽带螺旋线行波管及其螺旋线慢波结构 |
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