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UCB速调管调谐方法研究

作者:时间:2012-12-21来源:网络收藏

摘要:是一种电子流速度受调制的微波电子管。在深入研究UCB基本结构、机理的基础上,重点阐述了UCB高功放五腔的方法和步骤。通过实际实例验证了调谐方法的有效性,并提出调谐注意事项。该方法有效解决了高功放频率扩展的难题,使其具备宽频段功率放大的能力,具有很强的实用性和可操作性。
关键词:速调管;调谐;

0 引言
速调管因其高功率、高效率等显著特点在雷达发射机中有着广泛的应用。其主要用交变电压去控制等速运动的电子,使其速度发生变化。密度均匀的电子流空间(漂移空间)漂移一段距离后就会群聚起来,形成密度调制的电子流。电子流和高频电场相互作用,达到能量交换的目的。速调管广泛用于微波、卫星通信系统、雷达系统等。
在C频段统一测控系统(简称UCB)中,高功放设备功率的末级放大采用的是五腔速调管。一般情况下,速调管在出厂之前就根据任务要求在预置的频道内进行了调谐。但是,新型航天器的相继研制,任务型号不断扩展,速调管现有参数状态已很难满足高频度任务需求。必须通过对速调管进行快速而精确的调谐。国内关于这方面已经开展了一定的研究。本文认真分析了速调管调谐的原理,在多年岗位实践的基础上研究出UCB速调管调谐的实施方法。

1 速调管原理
1.1 速调管结构
UCB速调管结构主要由电子枪、高频系统、收集极三部分组成。电子枪产生电子注,并能使阴极发射出来的电子聚成细长一束。高频系统实现能量输入输出,进行能量交换,使电子注的一部分能量转化成高频能量。收集极收集电子,高速电子打到收集极上产生大量热量,一般须采用水冷或强迫风冷措施。
速调管采用五个矩形谐振腔分别为输入腔、输出腔和三个中间腔。五个腔的位置如下,第一腔:在最下面靠近阴极端,用来调整中心频率;第五腔:在最上端靠近收集极,用来调整中心频率;第二腔:在第一腔上面,用来调节频率,使其低于中心频率约15~20 MHz;第三腔:在第二腔上面,用来调节频率,使其高于中心频率约15~20 MHz;第四腔:在第三腔上面,通过牺牲增益来增加带宽,用来调到高于中心频率约25~35 MHz。
1.2 速调管调谐机理
速调管由于使用谐振腔作换能元件,其瞬时带宽很窄,为了展宽速调管的工作频率范围,采用机械方式来改变谐振腔的频率,一般改变腔的频率有三种方式。
(1)电感调谐:通过改变腔壁的位置,即改变腔体体积来达到改变频率的目的。
(2)电容调谐:在谐振腔中伸入一细杆,端头固定一金属片,通过改变金属片的位置来改变间隙电容,从而改变腔的谐振频率。
(3)复合调频:通过同时改变腔体的电感和电容来改变谐振腔的频率。
每个谐振腔内有一个以钨丝作弹簧的电感块,当电感块在腔体内产生位移,腔体的体积即随之产生变化而改变频率。谐振腔结构示意图如图1所示。波纹管的作用是保证真空密封,并使带调谐块的调谐杆产生位移。电感调谐具有调谐范围宽,调谐频率小,工作比较稳定等优点。UCB速调管带有能预置6个频道的调谐机构,其基本出发点是用机械手段将电性能存储起来。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/175957.htm

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