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上海长方光学仪器有限公司

测试成功!我国自主研发国际 首个P波段连续波速调管

2020-03-24 14:36:00  来源:仪器网整合 浏览量:500次
【导读】2020年2月底,我国自主研发的环形正负电子对撞机650MHz速调管首支样管顺利了完成了脉冲功率800kW和连续波功率400kW测试,不仅填补了国内空白,也是国际上首支650MHz连续波速调管。

脉冲波是指一种间断的持续时间极短的突然发生的电信号。凡是断续出现的电压或电流称为脉冲电压或脉冲电流。电信波形来说除了正弦波和由若个正弦分量合成的连续波以外,都可以称为脉冲波。激光器以连续方式而不是脉冲方式输出的波叫做连续波。

2020年2月底,我国自主研发的环形正负电子对撞机650MHz速调管首支样管顺利了完成了脉冲功率800kW和连续波功率400kW测试,不仅填补了国内空白,也是国际上首支650MHz连续波速调管。 该速调管样管由中科院高能所、电子所、昆山国力大功率器件工业技术研究院有限公司、采用产学研联合创新模式,分工协作完成了电子枪、谐振腔串加工、相关附属设备加工、总焊、排气和后装配等项目。

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CEPC 650MHz速调管首支样管的测试成功,也为正在开展的高效率连续波速调管研制积累了宝贵经验,打下了坚实的基础,也是CEPC TDR(Technical Design Report)阶段关键技术瓶颈的重要突破。 

速调管是利用周期性调制电子注速度来实现振荡或放大的一种微波电子管。它首先在输入腔中对电子注进行速度调制,经漂移后转变为密度调制,然后群聚的电子块与输出腔隙缝的微波场交换能量,电子将动能交给微波场,,完成振荡或放大。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。

速调管分为直射速调管和反射速调管,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。

反射速调管

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。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。

电子枪

是产生、加速及会聚高能量密度电子束流的装置,它发射出具有一定能量、一定束流以及速度和角度的电子束,又称电子注。电子枪的工作电压通常在几十到几百千伏之间,为防止高压击穿、束流散射及其能量减损,电子枪的真空度须保持在6.67x10^-2帕以上。电子枪由发生电子的发射极(阴极)、聚焦电子束的聚焦极、和加速电子的引出极(阳极)三部分组成。电子枪 的 结构有许多形式。根据枪体结构不同,可分为轴向电子枪(直形自加速电子枪)、环形电子枪(静电场偏转电子枪)。

谐振腔

是用以使高频电磁场在其内持续振荡的金属空腔。由于电磁场完全集中于腔内,没有辐射损耗,故具有较高的品质因数。谐振腔的形式很多,最常见的是矩形谐振腔和园柱形谐振腔。在谐振腔内,电磁场可以在一系列频率下进行振荡,其频率大小与谐振腔的形状、几何尺寸及谐振的波型有关。



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2020-03-24 14:36:00
标签:650MHz速调管 , 连续波速调管 , 谐振腔 , 电子枪
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