速调管

1937年，美国物理学家瓦里安，R.H.和S.F.瓦里安制出双腔速调管振荡器。反射速调管则是1940年由苏联工程师捷瓦科、丹尼尔捷维、布斯库诺维和柯瓦连科分别研制成功的。

一、离子泵电流过大

发射机在开机后，未上高压前，观看离子泵电流表的数值.因为这时只有离子泵电压和灯丝电压，可排除其它因素造成读数不准.如果离子泵电流指示大而且不回落，此时管子应该更换。但有的上机新管子离子泵电流大于20uA的，这时阴极处有磁铁，将磁铁去掉.如果继续增长(约10gA左右)，可判断管子坏了。管子由于老化漏气，造成管内充满气体，破坏了管子正常工作的条件.

高压线很脏也会使离子泵电流表头大于10g^.如果擦干净后还是很大，也说明管子漏气了.

二、体电流过大

一般速调管的体电流小于50mA，当管子漏气或散焦，体电流到100mA左右，正常情况下保护电路会动作.造成体电流过大，大致有以下几种原因:

(1)聚焦电流故障，造成电子束散焦;(2)激励过大，使速调管工作在饱和状态;(3)电流过大电子束变粗;(4)运输不当或安装位置不处于水平，速调管有些变形或不直;(5)励磁线圈不同心;(6)收集极或与其相连的器件触地，也会造成体电流过大。从上可看出，体电流过大不一定是管子坏了，应首先检查励磁电源、聚焦等外围电路，减小激励.收集极对地电阻应为5Q-7Q，零或太大都不合适，有时只要换上合适的电阻，故障即可排除，用不着换管子. 体电流大于100mA，管子的增益很低.如果保护电路有故障而失去保护作用，散焦的电子轰击管壁某处，使之温度升高，管子有灼烧的痕迹.

三、注电流小

在正常的控制电压下注电流相对较小。刚开机时还大一些，随后越来越小.分析有两种情况:(1)灯丝电压过低，注电流就小.因电子被强行从阴极拉出，很容易将阴极拉坏，管子的注电流就下降;(2)管子使用寿命已超过厂家的标称值(使用维护得当，寿命可达几万小时)，阴极发射能力下降，增益低不能满足播出要求。

四、一腔增益低

影机频响曲线中间凹陷，怎么也调整不好，增益降低.图像轮廓模糊，色彩不鲜.声机情况类似，也调不出理想频响曲线.在管子使用寿命到期后，性能会正常衰退，有时表现为一腔增益下降。但灯丝电压长期过高，阴极材料蒸发过猛，会使一腔陶瓷的绝缘层变成导电氧化物，污染了陶瓷壁，导致一腔Q值下降.后一种情况是可以避免的.刚使用的速调管灯丝电压为5V，工作600小时后，降低到4。盯再长期使用.因为海绵阴极钡激活以后，可以给出较高的放射能力.这时虽然灯丝电压降低了，但放射电流并不降低，还可以延长速调管的使用寿命.

五、三腔谐振频率调进带内过多

要求三腔的谐振频率必须保持在通带高端，如果调进带内超出要求，速调管就会出现自激打火，开裂漏气.

六、四腔耦合过轻

四腔耦合不能小于50度。如果耦合太轻，反电势会较强，将造成电子的二次回轰，四腔打火.打火时间长了，陶瓷易开裂漏气，将管子打坏.

七、高整分压电阻断裂

高整分压电阻断裂，调制阳极电位变成低电位，注电流猛增，腔体过热.如果保护电路不灵，使管子打火过热，将其打坏.

八、安放不平

有的台站曾发生过由于管体小车的四个轮子安放不平，不在同一水平线上，长期变形使用，造成管子裂缝.

九、冷却不到位

速调管效率较低，在工作中需要散发大量热量.冷却水流、风量大小都应达到设备要求.如果冷却系统出现故障，水温太高，风量不足，电子枪的金属与陶瓷封接处表面温差超过限度，也会造成管子炸裂.

以上仅上判断速调管寿命终了的几个方面，还有一些没有总结到.但有两点一定注意:一是保护电路小盒要定期检测，保证保护电路正常工作，这样有许多故障可避免发生，不致使管子损坏;二是要正确使用，合理维护，才能大大延长速调管的使用寿命.

在速调管中，输入腔隙缝的信号电场对电子进行速度调制，经过漂移后在电子注内形成密度调制;密度调制的电子注与输出腔隙缝的微波场进行能量变换，电子把动能交给微波场，完成放大或振荡的功能。

按照电子行进的轨迹，速调管分为直射速调管和反射速调管两类，通常将直射速调管简称为速调管。

直射速调管在结构上包括以下几部分:电子枪、谐振腔、调揩系统、各腔之间的漂移管、能量耦合器、收集极和聚焦系统。具有两个谐振腔的速调管称为双腔速调管;具有两个以上谐振腔者称为多腔速调管。

双腔速调管仅有两个谐振腔，即输入腔和输出腔。由电子枪产生的电子注首先到达输入腔隙缝。输入的微波信号经能量耦合器送进输入腔，在谐振腔隙缝外形成微波信号电压。在这里，电子注受到微波场的速度调制，然后进入无场漂移管。在漂移过程中电子发生群聚，在电子注内形成密度调制。密度调制的电子注与输出腔隙缝的微波场进行能量交换，电子把能量交给微波场，完成放大或振荡的功能。

微波功率经能量耦合器送至负载。

双腔速调管增益仅为10分贝左右。为了提高增益，可以在输入腔与输出腔之间设置一个或多个中间腔，构成级联放大器。这种速调管称为多腔速调管)。引入中间腔还可以提高效率;若使各腔频率略有差异，还可展宽频带。多腔速调管的特点是增益高、效率高、稳定性好、输出功率大，缺点是频带窄。多腔速调管的稳定增益可达80分贝，效率最高可达75%，脉冲功率可达60兆瓦，连续波功率可达1兆瓦。频带一般仅有1%~2%，个别大功率脉冲速调管可达10%~12%。

电子群聚 电子从阴极发射出现以后受到高电压的加速，到达输入腔隙疑时所有电子的速度是一致的。待放大的微波信号进入输入腔，在隙缝上建立起微波信号电压。隙缝上的电压随时间呈正弦变化。在不同时刻到达隙缝的电子，受到不同的瞬时电压的作用。

电子枪 速调管常用的电子枪有阴控枪、阳控枪、栅控枪、无截获栅控电子枪和磁控注入式空心注电子枪(见行波管、强流电子光学)。

谐振腔 常用的谐振腔有两种:双重入式圆柱形谐振腔和双重入式角柱形谐振腔。圆柱腔用於固定频率或调谐范围小的速调管，利用电容片调谐。谐振腔可以装在管外(外腔式速调管)或管内(内腔式速调管)。工作波长较长和频带较宽的速调管可做成外腔式。

输入腔或输出腔通过能量耦合器与管外微波系统相接。简单输出腔的频带很窄，为展宽输出电路的频带可采用滤波器型输出电路和分布互作用电路(分布互作用速调管)或慢波电路输出段(行波速调管)。

聚焦系统 速调管常用聚焦方法有均匀永磁聚焦、周期永磁聚焦、均匀电磁聚焦和静电聚焦。

收集极 电子打在收集极上时，剩余动能转化为热能。为导走热量，大、中功率速调管收集极需要采用液冷、风冷或蒸发冷却。

直射速调管的应用 连续波放大速调管应用於对流层散射通信、微波接力通信、卫星通信地面站、电视发射机、机载与地面雷达、微波工业加热及将能量变成微波形式进行传输。现代连续波放大速调管工作频率分布在220兆赫至36吉赫范围内，输出功率从几百瓦至1兆瓦。

脉冲放大速调管应用於雷达、带电粒子加速器。现代脉冲放大速调管工作频率分布在 220兆赫至18吉赫范围内，脉冲功率从1千瓦至60兆瓦。

在直射速调管中，将一部分输出功率反馈至输入腔可构成振荡器，用於参量放大器、导航台等。双腔速调管可用於倍频。

用来产生微波振荡的单腔速调管。它的特点是结构简单，工作可靠，体积小，重量轻，电压低，可机械调谐和电子调谐，参数随环境温度变化小，抗辐射能力强。反射速调管输出功率为10毫瓦至2.5瓦，工作频率在800兆赫至220吉赫之间，机械调谐范围为1%~15%(毫米波管达40%)，电子调谐范围为0.1%~1.0%。效率为20%~30%。反射速调管在结构上包括阴极、谐振腔、反射极 和能量耦合器等部分。

电子从阴极发射出来，受到加速后穿过谐振腔隙缝。在隙缝外受到微波电场的速度调制，然后进入谐振腔与反射极之间的减速场(反射极电位负於阴极)。在减速场作用下，所有电子都将被反射回来。受到速度调制的电子注，在减速场内返转运动过程中形成密度调制。当电子注再次穿过隙缝时，群聚的电子把能量交给腔体微波场以维持振荡。振荡功率经能量耦合器送至负载。电子被腔壁或其他金属零件收集。

反射速调管广泛用於小功率信号源、振荡器和各种微波设备，但因半导体器件的竞争，产量有降低的趋势。尽管如此，在80年代初它仍是微波电子管中生产数量最大的一种管型。

第1章 绪论……………………………………………………………………… 1

1.1 基本工作原理………………………………………………………… 2

1.2 速调管的分类………………………………………………………… 5

1.3 速调管的技术现状和发展趋势……………………………………… 6

参考文献…………………………………………………………………… 18

第2 章 速调管的特性和工作参数…………………………………………… 21

2.1 速调管的性能指标…………………………………………………… 21

2.1.1 速调管的主要特性…………………………………………… 21

2.1.2 速调管的副特性……………………………………………… 23

2.2 速调管的工作方式…………………………………………………… 26

2.2.1 调制方式……………………………………………………… 26

2.2.2 聚焦方式……………………………………………………… 27

2.2.3 冷却方式……………………………………………………… 28

2.2.4 高频输入和输出方式………………………………………… 29

2.2.5 安装方式……………………………………………………… 29

2.3 速调管的工作参数…………………………………………………… 29

2.4 典型速调管的性能和工作参数……………………………………… 31

参考文献…………………………………………………………………… 33

第3 章 速调管的总体设计…………………………………………………… 34

3.1 微波电子系统对速调管性能的要求和总体设计考虑……………… 34

3.1.1 宽带雷达系统用宽带速调管(高脉冲功率应用场合)………… 35

3.1.2 宽带雷达系统用宽带速调管(中等脉冲功率应用场合)……… 36

3.1.3 窄带雷达系统用速调管……………………………………… 37

3.1.4 中能粒子加速器用速调管…………………………………… 38

3.1.5 高能粒子加速器用速调管(特高脉冲功率应用:正负电子

对撞机?同步光源) …………………………………………… 38

3.1.6 长脉冲和连续波微波电子系统用速调管……………………… 39

3.1.7 通信、广播系统和照射雷达用速调管(连续波应用) ………… 40

3.1.8 导弹导引头雷达用速调管(脉冲应用) ……………………… 41

3.2 影响速调管性能的主要因素………………………………………… 41

3.2.1 输出功率……………………………………………………… 41

3.2.2 效率…………………………………………………………… 42

3.2.3 瞬时带宽……………………………………………………… 45

3.2.4 增益…………………………………………………………… 48

3.3 速调管总体设计计算………………………………………………… 49

3.3.1 电子注参数…………………………………………………… 49

3.3.2 电子枪和聚焦磁场参数……………………………………… 52

3.3.3 电子注群聚参数和谐振腔参数……………………………… 54

3.3.4 速调管群聚段的设计计算…………………………………… 58

3.3.5 速调管输出段的设计………………………………………… 60

3.3.6 速调管的冷却设计…………………………………………… 61

3.3.7 速调管环境适应性和可靠性的设计………………………… 61

3.4 宽带速调管的设计…………………………………………………… 61

3.4.1 电子注和谐振腔参数的选择………………………………… 61

3.4.2 宽带群聚段的设计…………………………………………… 66

3.4.3 宽带输出段的设计…………………………………………… 68

3.4.4 典型宽带速调管实例………………………………………… 68

3.5 高效率速调管的设计………………………………………………… 73

3.5.1 速调管的二次谐波群聚……………………………………… 74

3.5.2 典型高效率速调管…………………………………………… 80

3.6 多注速调管的设计…………………………………………………… 82

3.6.1 影响多注速调管性能的主要因素…………………………… 83

3.6.2 多注速调管的设计考虑……………………………………… 86

3.6.3 多注速调管的设计举例……………………………………… 90

参考文献…………………………………………………………………… 102

第4 章 阴极和热子…………………………………………………………… 105

4.1 引言………………………………………………………………… 105

4.2 阴极的发射和蒸散特性…………………………………………… 106

4.3 氧化物阴极………………………………………………………… 108

4.4 浸渍阴极…………………………………………………………… 111

4.4.1 浸渍阴极的发展历史………………………………………… 111

4.4.2 浸渍阴极的技术水平………………………………………… 113

4.4.3 影响浸渍阴极性能的因素…………………………………… 116

4.5 热子和热子组件…………………………………………………… 117

4.6 阴极在大功率速调管中的应用…………………………………… 121

4.6.1 阴极在大功率速调管中的应用情况………………………… 121

4.6.2 阴极发射不均匀性对电子注特性的影响…………………… 124

4.6.3 阴极使用需要注意的一些问题……………………………… 124

参考文献…………………………………………………………………… 126

第5 章 电子枪和聚焦系统…………………………………………………… 129

5.1 引言………………………………………………………………… 129

5.2 电子枪的调制方式………………………………………………… 131

5.3 电子枪的耐压……………………………………………………… 133

5.3.1 真空中电极间的耐压………………………………………… 133

5.3.2 电子枪陶瓷绝缘段的耐压…………………………………… 137

5.3.3 电子枪的打火和损坏………………………………………… 143

5.3.4 电子枪耐压的计算模拟……………………………………… 145

5.4 电磁聚焦系统……………………………………………………… 146

5.5 均匀永磁聚焦系统………………………………………………… 148

5.5.1 筒形永磁聚焦系统-1 ……………………………………… 148

5.5.2 筒形永磁聚焦系统-2 ……………………………………… 149

5.5.3 修正筒形永磁聚焦系统……………………………………… 150

5.5.4 马鞍形(yoke)永磁聚焦系统………………………………… 152

5.5.5 永磁材料…………………………………………………… 152

5.6 周期反转永磁聚焦系统…………………………………………… 154

5.7 周期永磁聚焦系统………………………………………………… 156

参考文献…………………………………………………………………… 161

第6 章 谐振腔………………………………………………………………… 163

6.1 引言………………………………………………………………… 163

6.2 谐振腔的优化设计………………………………………………… 164

6.2.1 谐振腔几何形状对特性阻抗的影响………………………… 164

6.2.2 漂移管头的形状和尺寸的选择……………………………… 166

6.2.3 谐振腔特性的计算模拟……………………………………… 168

6.3 谐振腔与外电路的耦合…………………………………………… 169

6.3.1 谐振腔与同轴线的耦合……………………………………… 169

6.3.2 同轴窗的设计………………………………………………… 172

6.3.3 滤波器加载输入腔的设计…………………………………… 173

6.3.4 谐振腔与波导耦合的计算…………………………………… 173

6.3.5 谐振腔与波导的耦合方式…………………………………… 175

6.4 谐振腔特性的测量………………………………………………… 176

6.4.1 谐振频率和品质因子的测量(中间谐振腔) ………………… 176

6.4.2 输入和输出谐振腔外观品质因子Qext的测量……………… 177

6.4.3 谐振腔特性阻抗的测量……………………………………… 181

6.5 谐振腔的加载……………………………………………………… 184

6.5.1 谐振腔腔壁涂覆微波衰减材料……………………………… 184

6.5.2 外接同轴负载………………………………………………… 185

6.5.3 外加吸收谐振腔……………………………………………… 186

6.6 谐振腔的调谐……………………………………………………… 188

6.6.1 电容调谐…………………………………………………… 189

6.6.2 电感调谐…………………………………………………… 190

6.6.3 复合调谐…………………………………………………… 191

6.6.4 调谐机构对输出腔外观品质因子Qext的影响……………… 191

6.7 谐振腔的散热……………………………………………………… 191

6.7.1 输出腔的高频损耗…………………………………………… 192

6.7.2 漂移管头散热的分析………………………………………… 193

6.7.3 漂移管头温度的测量………………………………………… 195

6.8 谐振腔的高频击穿………………………………………………… 196

参考文献…………………………………………………………………… 198

第7 章 输出电路……………………………………………………………… 200

7.1 引言………………………………………………………………… 200

7.2 滤波器加载宽带输出电路………………………………………… 202

7.2.1 滤波器加载宽带输出电路的设计方法……………………… 203

7.2.2 滤波器型宽带输出电路间隙阻抗-频率特性的计算……… 208

7.2.3 滤波器型宽带输出电路的设计举例………………………… 208

7.3 重叠模双间隙耦合腔宽带输出电路……………………………… 212

7.3.1 设计方法…………………………………………………… 212

7.3.2 设计举例…………………………………………………… 216

7.3.3 滤波器加载重叠模双间隙耦合腔输出电路的设计………… 218

7.4 滤波器加载双间隙耦合腔宽带输出电路………………………… 221

7.4.1 耦合方式…………………………………………………… 221

7.4.2 设计考虑和设计步骤………………………………………… 223

7.4.3 设计举例-1 ………………………………………………… 225

7.4.4 设计举例-2 ………………………………………………… 227

7.5 多模宽带输出电路………………………………………………… 229

7.5.1 径向耦合多腔输出电路……………………………………… 229

7.5.2 双频谐振腔输出电路………………………………………… 231

7.6 高峰值功率速调管的输出电路…………………………………… 233

7.6.1 双间隙耦合腔输出电路……………………………………… 233

7.6.2 无耦合双腔输出电路………………………………………… 235

7.6.3 行波输出电路………………………………………………… 236

7.7 输出电路阻抗-频率特性测量和调试…………………………… 237

7.7.1 滤波器加载宽带输出电路的间隙阻抗-频率特性的测量

原理………………………………………………………… 237

7.7.2 双间隙耦合腔输出电路的间隙阻抗-频率特性的测量原理…… 239

7.7.3 宽带输出电路阻抗-频率特性的测量和调试方法………… 242

7.7.4 采用矢量网络分析仪测量宽带输出电路的阻抗-频率特性…… 244

参考文献…………………………………………………………………… 246

第8 章 输出窗………………………………………………………………… 249

8.1 引言………………………………………………………………… 249

8.2 输出窗的设计计算………………………………………………… 251

8.2.1 盒型输出窗的设计计算……………………………………… 251

8.2.2 半波长盒型窗(厚窗)的设计计算…………………………… 256

8.2.3 矩形波导窗的设计计算……………………………………… 257

8.3 输出窗的材料……………………………………………………… 259

8.4 输出窗损坏和机理分析…………………………………………… 262

8.4.1 窗表面污染引起的输出窗击穿……………………………… 264

8.4.2 输出窗谐振模式引起的输出窗损坏………………………… 265

8.4.3 输出窗结构和工艺问题引起的输出窗损坏………………… 266

8.5 二次电子倍增效应及其抑制……………………………………… 267

8.5.1 二次电子倍增效应…………………………………………… 267

8.5.2 抑制窗片二次电子倍增的方法……………………………… 269

8.6 输出窗的功率容量………………………………………………… 272

8.6.1 峰值功率的限制……………………………………………… 272

8.6.2 平均功率和连续波功率的限制……………………………… 273

8.7 输出窗的高功率试验……………………………………………… 274

8.7.1 行波谐振环的基本原理……………………………………… 274

8.7.2 采用谐振腔法进行输出窗高功率试验……………………… 277

8.7.3 输出窗高功率试验实例……………………………………… 279

8.8 提高输出窗功率容量的方法和新型输出窗……………………… 281

8.8.1 长盒型窗…………………………………………………… 281

8.8.2 TE01模行波输出窗…………………………………………… 283

8.8.3 TE11模喇叭形输出窗………………………………………… 284

8.8.4 TWC(Traveling Wave in Ceramic)型窗……………………… 285

8.8.5 圆极化波盒型窗……………………………………………… 286

8.8.6 复合模行波窗………………………………………………… 287

8.8.7 TM01模输出窗………………………………………………… 288

参考文献…………………………………………………………………… 290

第9 章 收集极和冷却系统…………………………………………………… 294

9.1 引言………………………………………………………………… 294

9.2 计算流体与发热面间热交换的基本公式………………………… 296

9.3 风冷收集极的设计………………………………………………… 300

9.4 水冷收集极的设计………………………………………………… 304

9.5 蒸发冷却收集极的设计…………………………………………… 311

9.5.1 蒸发冷却的基本原理………………………………………… 311

9.5.2 蒸发冷却收集极的设计计算………………………………… 313

9.5.3 速调管蒸发冷却系统………………………………………… 316

9.6 速调管冷却系统…………………………………………………… 317

9.6.1 冷却液和水净化系统………………………………………… 317

9.6.2 速调管冷却表面和冷却回路的腐蚀和污垢………………… 318

9.7 降压收集极………………………………………………………… 319

9.8 收集极绝缘陶瓷的微波泄漏……………………………………… 323

9.9 收集极冷却结构的计算模拟……………………………………… 324

参考文献…………………………………………………………………… 326

第10 章 速调管的结构和工艺……………………………………………… 328

10.1 引言………………………………………………………………… 328

10.2 电子枪结构和制备工艺…………………………………………… 329

10.3 高频互作用电路的结构设计和制备工艺………………………… 332

10.4 谐振腔和调谐机构的结构………………………………………… 335

10.4.1 调谐机构的结构…………………………………………… 336

10.4.2 信道调谐机构……………………………………………… 338

10.4.3 速调管的调谐步骤………………………………………… 339

10.5 输出窗的结构和制备工艺………………………………………… 340

10.6 钛泵和吸气剂……………………………………………………… 343

10.6.1 钛泵………………………………………………………… 343

10.6.2 吸气剂……………………………………………………… 346

10.7 微波衰减材料和涂覆工艺………………………………………… 347

10.8 速调管材料及其特性……………………………………………… 348

10.8.1 常用金属材料及其物理特性……………………………… 349

10.8.2 焊接材料…………………………………………………… 352

10.9 速调管烘烤和排气工艺…………………………………………… 354

10.10 速调管的加工和制备工艺……………………………………… 358

10.10.1 速调管零件的设计和加工………………………………… 358

10.10.2 速调管部件的装配和焊接工艺…………………………… 361

10.10.3 阴极和热子的制备工艺…………………………………… 363

10.10.4 速调管总装配和烘烤排气工艺…………………………… 365

10.10.5 纯铁的防腐工艺…………………………………………… 366

10.11 真空卫生………………………………………………………… 366

参考文献…………………………………………………………………… 368

第11 章 速调管的测试、老练和使用………………………………………… 370

11.1 速调管测试系统…………………………………………………… 370

11.2 电源和调制器……………………………………………………… 371

11.2.1 线性调制器………………………………………………… 371

11.2.2 刚管脉冲调制器…………………………………………… 373

11.2.3 浮动板脉冲调制器和调制阳极脉冲调制器………………… 374

11.2.4 固态开关调制器…………………………………………… 376

11.2.5 高压直流电源……………………………………………… 377

11.3 速调管直流特性的测试…………………………………………… 378

11.3.1 低压发射特性的测量……………………………………… 378

11.3.2 冷高压老练………………………………………………… 379

11.3.3 热高压老练和直流特性的测试…………………………… 380

11.3.4 多注速调管高压老练和直流特性的测试…………………… 382

11.4 速调管高频特性的测试…………………………………………… 384

11.4.1 输出功率、效率和增益特性的测试………………………… 384

11.4.2 相位噪声的测量…………………………………………… 387

11.4.3 相位灵敏度的测试………………………………………… 388

11.4.4 微波包络和输出频谱特性的测量………………………… 390

11.5 微波大功率测量和大功率负载…………………………………… 391

11.6 负载失配对速调管性能的影响…………………………………… 395

11.6.1 负载失配对输出电路间隙阻抗的影响……………………… 397

11.6.2 负载失配对速调管效率的影响…………………………… 398

11.7 速调管的使用……………………………………………………… 400

11.7.1 速调管的安装和连接……………………………………… 401

11.7.2 速调管工作参数和工作状态的设定……………………… 402

11.7.3 速调管的保护和加电程序………………………………… 403

11.7.4 速调管的工作环境和贮存条件…………………………… 405

11.7.5 典型速调管的说明书……………………………………… 405

11.8 X 射线辐射和微波泄漏的防护…………………………………… 409

11.8.1 X 射线辐射的防护………………………………………… 409

11.8.2 微波泄漏的防护…………………………………………… 411

参考文献…………………………………………………………………… 412

第12 章 速调管的振荡和不稳定性………………………………………… 414

12.1 引言………………………………………………………………… 414

12.2 电子枪区的二极管振荡…………………………………………… 415

12.2.1 主要实验现象……………………………………………… 415

12.2.2 振荡的机理分析…………………………………………… 417

12.2.3 实验现象的分析…………………………………………… 419

12.2.4 二极管振荡的计算机模拟………………………………… 420

12.2.5 二极管振荡的抑制方法…………………………………… 421

12.3 宽带速调管中的谐振腔高次模振荡……………………………… 422

12.3.1 主要物理现象……………………………………………… 422

12.3.2 振荡原因的分析…………………………………………… 424

12.3.3 消除振荡的途径…………………………………………… 425

12.3.4 高次模式振荡对速调管输出频谱特性的影响……………… 426

12.4 双间隙耦合腔宽带输出电路的振荡……………………………… 427

12.4.1 π 模双间隙耦合腔的振荡问题…………………………… 427

12.4.2 2π 模双间隙耦合腔中的振荡和杂谱……………………… 428

12.4.3 抑制振荡和降低杂谱电平的方法………………………… 430

12.5 漂移管振荡和相邻谐振腔耦合引起的振荡……………………… 435

12.5.1 漂移管振荡………………………………………………… 436

12.5.2 相邻谐振腔耦合引起的振荡……………………………… 437

12.6 二次电子和反射电子引起的杂谱和振荡………………………… 438

12.6.1 多注速调管中的杂谱……………………………………… 438

12.6.2 收集极电子返流引起的振荡……………………………… 441

12.7 速调管的离子噪声和不稳定性…………………………………… 443

参考文献…………………………………………………………………… 444

第13 章 速调管的可靠性和寿命…………………………………………… 446

13.1 速调管故障类型…………………………………………………… 446

13.2 速调管可靠性和寿命的评估……………………………………… 447

13.3 速调管的故障模式和寿命………………………………………… 449

13.4 速调管故障模式分析……………………………………………… 455

13.5 速调管可靠性设计和试验………………………………………… 459

13.5.1 速调管稳定性……………………………………………… 459

13.5.2 环境适应性的设计………………………………………… 460

13.5.3 可靠性试验………………………………………………… 461

13.6 速调管的贮存故障………………………………………………… 463

13.6.1 故障的描述………………………………………………… 463

13.6.2 故障的分析和解决方法…………………………………… 464

参考文献…………………………………………………………………… 465

第14 章 典型速调管………………………………………………………… 467

14.1 高峰值功率速调管………………………………………………… 467

14.2 连续波和高平均功率速调管……………………………………… 469

14.3 雷达用大功率速调管……………………………………………… 471

14.4 多注速调管………………………………………………………… 474

14.5 通信广播用连续波速调管………………………………………… 476

14.6 电视广播用速调管………………………………………………… 477

14.7 感应输出管………………………………………………………… 478

参考文献…………………………………………………………………… 479

大功率速调管是一种高功率微波真空电子器件，作为高功率微波电子系统发射机的末级功率放大器，广泛应用于雷达、通信、电视广播、电子对抗、粒子加速器、等离子体加热装置等领域，是军用和民用微波电子系统的关键电子器件。本书吸取国内外相关单位在研制大功率速调管方面取得的研究进展，对速调管的总体和关键部件的设计、速调管结构和制备工艺、速调管测试和使用等方面作比较系统的论述。

本书适用于从事大功率速调管研究、开发和生产以及大功率微波电子系统的研制和使用、真空电子学领域的科研和教学人员以及相关专业的研究生。对从事其他类型大功率微波真空电子器件、粒子加速器和等离子体加热装置研究和应用的相关人员也有参考价值。

丁耀根，男，江苏武进人，1942年5月生，1965年7月毕业于南京大学物理系无线电电子学专业，同年进入中国科学院电子学研究所工作，现为该所研究员、博士研究生导师，大功率微波器件中心总工程师，国际电气与电子工程师学会(IEEE)高级会员。