[發(fā)明專利]行波管螺旋線電壓控制方法和控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710534494.5
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN109213259B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建兵;周東方;朱明俊;仝博賓;舒君;王妍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍信息工程大學(xué)
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

本發(fā)明涉及行波管螺旋線電壓控制方法和控制裝置，采集行波管微波信號的實際頻率；根據(jù)采集到的實際頻率以及微波信號頻率與最優(yōu)的螺旋線電壓的對應(yīng)關(guān)系確定該實際頻率對應(yīng)的最優(yōu)螺旋線電壓；最后調(diào)節(jié)螺旋線電壓，使其等于確定的最優(yōu)螺旋線電壓。這樣的話，不管微波信號的實際頻率是多少，都可以提供該頻率下的最優(yōu)的螺旋線電壓，進而使行波管在全工作頻率范圍內(nèi)，不管實際頻率是多少，均能夠在該頻率下以最大功率輸出。所以，該控制方法根據(jù)行波管工作時不同微波信號頻率需要不同的螺旋線電壓才能使輸出功率達到最大的特點，使螺旋線電壓為最優(yōu)電壓值，提升行波管的工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及行波管螺旋線電壓控制方法和控制裝置。

背景技術(shù)

行波管是一種真空電子器件，圖1所示為典型螺旋線行波管工作原理示意圖。陰極通過燈絲加熱，在聚焦極控制下發(fā)射電子，在高壓電場的作用下加速而具有一定的能量，高能量的電子在慢波結(jié)構(gòu)中與微波信號產(chǎn)生能量交換，從而實現(xiàn)微波信號的功率放大。行波管工作時需要多路電源，包括燈絲電源、聚焦極電源、螺旋線電源和多路收集極電源等。

行波管供電如圖2所示，包括燈絲電壓(V_F)、聚焦極電壓(V_G)、陽極電壓(V_A)、螺旋線電壓(V_h)和三路收集極電壓(V_C1、V_C2、V_C3)，螺旋線電壓V_h的正極接地，最后一路收集極與陰極(Cathode)相連，從系統(tǒng)供電結(jié)構(gòu)圖上可看出，各路電壓均與陰極相連，因為螺旋線V_h的電壓最高，所以各路輸出電壓相對于地均為負電壓。

行波管的高壓電源主要提供螺旋線電壓V_h和多路收集極電壓。其中，V_h是集成電源難度最大的一路輸出，并且，行波管工作時，加入一定的高頻輸入微波信號P_in，行波管就對信號進行功率放大，負載電流明顯增加，所以，螺旋線電壓V_h是所有電壓中最重要的電壓。而且，螺旋線電壓V_h還具有以下特點：(1)供電電壓最高，小型化行波管的一般要求為-4000V到-5000V左右；(2)精度要求最高；(3)動態(tài)負載變化特性，微波信號的有無和信號頻率的變化容易引起負載電流的動態(tài)變化，從而導(dǎo)致行波管輸出功率的變化，當微波信號的頻率發(fā)生變化時，行波管無法維持最大功率輸出，即行波管無法在不同頻率下均以最大功率輸出；(4)較高的過流保護要求。另外，各收集極的電壓是逐步降低的，一般為相對于V_h的60％、40％、25％，各收集極電壓的精度要求不是很高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種行波管螺旋線電壓控制方法，用以解決微波信號頻率發(fā)生變化時行波管無法始終以最大功率輸出的問題。本發(fā)明同時提供一種行波管螺旋線電壓控制裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括一種行波管螺旋線電壓控制方法，包括以下步驟：

(1)采集行波管微波信號的實際頻率；

(2)根據(jù)采集到的實際頻率以及事先獲取的微波信號頻率與最優(yōu)螺旋線電壓的對應(yīng)關(guān)系確定該實際頻率對應(yīng)的最優(yōu)螺旋線電壓；

(3)控制調(diào)節(jié)行波管實際的螺旋線電壓，使所述實際的螺旋線電壓等于確定的最優(yōu)螺旋線電壓；

所述最優(yōu)螺旋線電壓為行波管在對應(yīng)頻率下能夠以最大功率輸出的行波管螺旋線電壓。

所述微波信號頻率與最優(yōu)螺旋線電壓的對應(yīng)關(guān)系為事先測定好的微波信號頻率與對應(yīng)的最優(yōu)螺旋線電壓的對應(yīng)關(guān)系表。

將行波管微波信號的頻率分為N個頻段，N≥2，各頻段分別對應(yīng)有一個最優(yōu)螺旋線電壓，根據(jù)采集到的行波管微波信號的實際頻率所處的頻段確定最優(yōu)螺旋線電壓。