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X波段速调管多间隙输出腔间隙阻抗计算与测试方法

郭鑫 张志强 顾红红 梁源 沈斌

郭鑫, 张志强, 顾红红, 梁源, 沈斌. X波段速调管多间隙输出腔间隙阻抗计算与测试方法[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT250002
引用本文: 郭鑫, 张志强, 顾红红, 梁源, 沈斌. X波段速调管多间隙输出腔间隙阻抗计算与测试方法[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT250002
GUO Xin, ZHANG Zhiqiang, GU Honghong, LIANG Yuan, SHEN Bin. Calculation and Testing Method of Gap Impedance for X-Band Klystron Multi-Gap Output Cavity[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT250002
Citation: GUO Xin, ZHANG Zhiqiang, GU Honghong, LIANG Yuan, SHEN Bin. Calculation and Testing Method of Gap Impedance for X-Band Klystron Multi-Gap Output Cavity[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT250002

X波段速调管多间隙输出腔间隙阻抗计算与测试方法

doi: 10.11999/JEIT250002 cstr: 32379.14.JEIT250002
详细信息
    作者简介:

    郭鑫:男,副研究员,研究方向为高功率宽带速调管

    张志强:男,研究员,研究方向为速调管

    顾红红:女,副高级工程师,研究方向为大功率宽带速调管

    梁源:男,副研究员,研究方向为多注宽带速调管

    沈斌:男,研究员,硕士生导师,研究方向为多注速调管

    通讯作者:

    郭鑫 guoxin@aircas.ac.cn

  • 中图分类号: TN122

Calculation and Testing Method of Gap Impedance for X-Band Klystron Multi-Gap Output Cavity

  • 摘要: 在雷达与通信系统中,大功率宽频带速调管得到了极为广泛的应用,采用多间隙输出腔体(MGOC)的设计是速调管拓展器件带宽的有效手段,MGOC的间隙阻抗在带内的平坦度直接决定了速调管的带内增益以及带宽,间隙阻抗的计算以及测试方法显示出极端的重要性。该文研究了X波段速调管MGOC的等效电路模型,详细论述了MGOC间隙阻抗的计算方法。另外在微波网络理论的基础上,提出了速调管MGOC间隙阻抗的测试方法。利用以上理论,设计出一种X波段四间隙输出腔,输出段带宽被扩展到1.2 GHz以上。输出段冷测实验件的间隙阻抗测试结果与电路计算结果吻合较好,进一步验证了该方法的有效性。输出段MGOC间隙阻抗的研究为进一步拓展速调管带宽奠定了重要的理论基础。
  • 图  1  速调管n间隙输出腔等效电路图

    图  2  X波段速调管四间隙输出腔仿真模型横纵截面

    图  3  X波段双间隙到四间隙输出腔间隙阻抗与频率的关系

    图  4  四间隙输出腔第1间隙腔体特性参数的仿真

    图  5  MGOC的n+1端口等效网络

    图  6  X波段四间隙腔体截面4个模式电场分布图

    图  7  X波段四间隙腔体的4个模式轴线电场分布

    图  8  X波段四间隙腔体的冷测模型

    图  9  四间隙腔体间隙阻抗的测试结果

    表  1  X波段双间隙到四间隙输出腔体谐振频率与特性阻抗等参数分布

    2 3 4
    第1腔体频率 (MHz) 9835 9860 9745
    第2腔体频率 (MHz) 9907 10267 10100
    第3腔体频率 (MHz) 10090 10285
    第4腔体频率 (MHz) 10080
    第1耦合缝模频率 (MHz) 13600 15700 15850
    第2耦合缝模频率 (MHz) 15000 16850
    第3耦合缝模频率 (MHz) 14200
    第1腔体特性阻抗 (Ω) 110 110 110
    第2腔体特性阻抗 (Ω) 93 110 110
    第3腔体特性阻抗 (Ω) 95 110
    第4腔体特性阻抗 (Ω) 93
    第1耦合缝特性阻抗 (Ω) 7.5 7.5 7
    第2耦合缝特性阻抗 (Ω) 11.5 11.5
    第3耦合缝特性阻抗 (Ω) 11.5
    输出腔外Q 7.2 7.2 7.2
    下载: 导出CSV

    表  2  四间隙输出腔结构主要几何尺寸

    尺寸名称取值
    第1腔腔宽h1 (mm)9.35
    第2腔腔宽h2 (mm)7.9
    第3腔腔宽h3 (mm)7.6
    第4腔腔宽h4 (mm)8
    第1-4腔间隙宽度g (mm)3.1
    第1-4腔直径D (mm)17
    漂移通道直径d (mm)6
    第1-4耦合缝宽度2r (mm)0.84
    第1-4耦合缝中心半径R (mm)7.88
    第1耦合缝张角θ1100°
    第2耦合缝张角θ275°
    第3耦合缝张角θ3105°
    输出耦合口高度H (mm)5.5
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-01-06
  • 修回日期:  2025-05-29
  • 网络出版日期:  2025-06-14

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