阿特勒管实用结构的研究(2)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)甘肃虹光电子有限责任公司 作者:孙海勇

梳形交叉加速偏转电极结构及电场分布图阿特勒管工作原理图

图2  梳形交叉加速偏转电极结构及电场分布图 图3  阿特勒管工作原理图

  由于梳形交叉加速偏转电极也处于磁通密度为B 的直流均匀磁场中,因此电子横向的旋转频率始终不变。当经过电极的电子通过输出电路耦合间隙时,电路中将感应出经过放大的信号。阿特勒管工作原理见图3 。

2、结构

  阿特勒管与一般功率行波管的主要不同之处在于该管是一种快波器件,而一般的行波管则是慢波器件。与一般低噪声行波管的结构也大相径庭,在该管中不存在慢波结构,其阳极结构、信号输入输出结构及注入频率电极的结构都比较复杂,在国内以前从未见到过这种结构的管子。

  根据该管的工作原理,采用陶瓷金属结构,永磁均匀场聚焦。磁场强度根据B =ω/η选择。其主要结构包括多极电子枪、输入耦合腔、梳形交叉加速偏转电极、输出耦合腔、收集极。

2.1、多极电子枪

  电子枪共有4 个阳极,采用薄带电子注。1~3阳极电位与归一化距离符合指数分布规律,4 阳极采用速度跳变电位分布,可有效降低电子注中存在的散粒噪声。

2.2、输入、输出耦合腔

  输入、输出耦合腔根据电子耦合器的原理设计而成,其结构如图4 所示。

输入输出耦合腔结构示意图梳形交叉加速偏转电极结构示意图

图4  输入输出耦合腔结构示意图 图5  梳形交叉加速偏转电极结构示意图

2.3、梳形交叉加速偏转电极

  梳形交叉加速偏转电极结构如图5 所示。零件之间采用高温绝缘焊料焊接,两块电极上加不同电位并可调整。

2.4、电源结构

  该管收集极电压500V ,由外部电源供给。各阳极及梳形交叉加速偏转电极的电压由外部200 V电源经过内部分压器分路供给。

3、测试结果与分析

  按照以上结构共制管2 只,均达到增益17 dB ,噪声系数≤4 ,带宽100 MHz (X 波段) ,带内增益波动≤115 dB 的水平。同时,由于该管是真空电子器件,通过调整第一阳极的电位可控制管子的关断与开启,关断后的隔离度超过- 70 dB ,因此,与固态器件相比,该管不仅自身抗烧毁能力强,而且兼具微波开关管的作用,可有效保护接收机中的混频晶体不被烧毁,提高了雷达整机系统的可靠性。

4、结论

  与固态参量放大器比较,阿特勒管在稳定度、抗烧毁能力方面均有较大优势;同时,该管具有包装式电源结构,使用较为方便;在噪声系数、增益方面与固态参量放大器相当;在体积及重量方面逊色于固态器件。通过开展阿特勒管实用结构的研究工作,研制出了达到实用化程度的器件。

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