什么是速調管?速調管的分類、特點及用途

速調管 真空技術網 真空技術網整理

  速調管是利用周期性調制電子注速度來實現振蕩或放大的一種微波電子管。它首先在輸入腔中對電子注進行速度調制,經漂移后轉變為密度調制,然后群聚的電子塊與輸出腔隙縫的微波場交換能量,電子將動能交給微波場,完成振蕩或放大。

調速管的分類

  按電子注行進軌跡速調管可分為直射式和反射式兩種。

  直射式速調管的電子注由電子槍發出后一直向前飛行直至被收集極接收,它有雙腔和多腔等型式,雙腔型有輸入和輸出兩個腔,而多腔型則在輸入腔和輸出腔之間加入一個或多個中間腔構成級聯形式,從而可提高其增益、效率和輸出功率。直射式速調管可在連續波或脈沖波工作,可作為放大管或振蕩管。

  反射式速調管只有一個諧振腔,其電子注發出后經加速、會聚后在腔隙由微波場作速度調制,漂移后被反射極排斥返回并群聚后再與隙縫微波場交換能量,它是一種小功率微波振蕩管,具有結構簡單、工作可靠、使用方便以及可進行機械或電子調諧(調節反射極電壓)等優點。

速調管的特點

  1、高功率、高收益。

  2、在輸出窗上鍍有預防多模波產生的鈦層,從而實現了大電力性能。

  3、采用了自行研發的長壽命高電流密度的陰極。

  4、依靠長年累月在電子管開發中培養出的最新高真空、高電壓技術保證了高度的穩定性。

速調管的用途

  1、高能加速器

  2、核聚變研究試驗設備

  3、醫用加速器

  4、航空空中道路監控雷達

  5、機場監控雷達

  6、工業用微波加熱設備

調速管的維護

  速調管是發射機的核心部件,價格昂貴,其維護當是慎之又慎。保證速調管工作穩定可靠,且達到較長的使用壽命,是一項較為復雜的系統工程。對速調管關注的重點無非是兩點:安全、延長壽命。為了使速調管能安全運行,除各級電壓準確穩定、各級連接可靠、冷卻系統正常運行、腔體及耦合調整適當外,各種針對速調管安全而設計的保護電路,例如收集極過流、離子泵過流、收集極過熱、腔體打火、腔體風壓開關及聚焦電流、體電流過荷等保護電路可靠是必不可少的。這些保護電路用至發射機其他部分的保護電路的工作狀態都要經常檢查,萬萬不可心存僥幸。

  1.工作電壓、電流的調整

  發射機為了減小電壓沖擊對速調管帶來的不良影響,一般都采用分兩次加高壓的工作過程。第一次先加一個過渡電壓,然后第二次再升到正常的工作電壓。具體采用的方法是在高壓變壓器初級的輸入回路中串入一級降壓電阻。加一階梯電壓時,經過電阻降壓;加二階梯電壓時,將電阻短路,使電壓達到正常值。為了保證速調管的正常工作,要經常檢查工作電壓、電流是否符合規定的要求。其中,燈絲電壓的高低對速調管的壽命有很大影響,低于黑燈絲和高于額定值是不能允許的。一般新管老化1000小時之后,速調管在低于額定值的10%左右,可相對延長使用壽命。體電流反應速調管高壓漏電流的大小,它可以通過調整聚焦電流來改變。當聚焦不好時,體電流就變大。但聚焦電流不得大于額定值,一般在靜態時以使體電流最小為標準。正確選擇束電壓和激勵功率:激勵不夠和束電壓過低都會導致輸出功率的下降;而激勵過量或束電壓過高會使工作點上升,使速調管工作在過激區造成同步頭被壓縮,體電流增加。這樣會嚴重影響速調管的壽命。

  2.速調管的調整

  在對速調管進行了拆卸式維護,或更換了速調管之后,要重新進行調諧工作。調諧工作要仔細,稍有不慎就會導致管子的損壞。調諧前要檢查所有的保護,重點保護電路如體電流、收集極電流、反射功率、冷卻系統、收集極溫度、電弧打火等保護一定要正常上高壓后,要先燒15分鐘,待其工作穩定后再開始進行調諧。調諧時采用參差調諧的方法,以獲得所需帶寬。首先進行粗調,預置各腔體的大概位置,帶讀數的腔體按照手冊上頻率和讀數的對應關系查出預置數。

  3.其他維護

  發射機的冷卻方式有四種:蒸氣冷卻、循環水冷卻、強制風冷卻和自然冷卻。發射機型號不同所采用冷卻方式也不同,但不外乎蒸氣冷卻加風冷或循環水冷卻加風冷。發射機的冷卻好壞直接影響到發射機能否正常運行。蒸氣冷卻一般采用的是去離子水(或稱純水),水質是必須把關的。其絕緣度必須在1mω以上,否則水質堪憂。由于蒸發鍋內的水是循環使用的,天長日久,鍋內的存水雜質濃度必然增大,所以要定期更換。同時調速管收集極散熱片內也會積有污垢,需要定期將它們清除,否則會影響散熱效果,嚴重時會危及速調管的安全。循環水冷卻用水對水質的要求相對較低,一般使用蒸餾水。但為了保持水循環,系統內盡量少積水垢,也要定期更換。在這里必須提及的一點是冷卻系統內的熱交換器的防凍問題。冬季要注意添加防凍劑,防止室外散熱器凍壞。聚焦線圈和腔體采用強制風冷。要經常檢查風機的狀態和表面的清潔,防止進入異物引起打火或影響散熱。速調管的陰極接頭處一般容易忽略,要經常保持清潔狀態,并防止松動。備用速調管最好每三個月或半年加一次離子泵,以保持良好的真空狀態。經常檢查各項保護功能是否正常,防止器件失效。