行波管“冷參數(shù)”測試技術(shù)的研究

針對(duì)因螺旋線行波管慢波線的結(jié)構(gòu)特殊，導(dǎo)致其管內(nèi)輸能機(jī)構(gòu)和切斷衰減器的反射系數(shù)不易測量的問題，提出了利用多點(diǎn)法對(duì)輸能機(jī)構(gòu)和切斷衰減器的反射系數(shù)進(jìn)行測量的方法，并討論了測試中所用探針反射系數(shù)的測試技術(shù)。該方法具有無損傷、測試方便等優(yōu)點(diǎn)，也可用于其他類似特殊結(jié)構(gòu)反射系數(shù)的測量。
關(guān) 鍵 詞 行波管; 冷參數(shù); 反射系數(shù); 微波測量

行波管管內(nèi)的不連續(xù)性主要位于輸能機(jī)構(gòu)和切斷衰減器處，微波信號(hào)會(huì)在這兩個(gè)不連續(xù)性之間多次反射，最后直接影響到行波管的工作頻帶、增益的平坦度、穩(wěn)定性[1～4]。因此，非常有必要來對(duì)這兩處不連續(xù)性的反射系數(shù)進(jìn)行測量，以檢測其與慢波線的匹配程度。在本文中，稱行波管的這兩個(gè)反射系數(shù)為“冷參數(shù)”。由于行波管輸能結(jié)構(gòu)的特殊性，尚未有文獻(xiàn)對(duì)其反射系數(shù)的測量進(jìn)行報(bào)道。對(duì)于切斷衰減器，可用介質(zhì)桿微擾法和納米脈沖雷達(dá)法進(jìn)行測量［5, 6］。對(duì)于介質(zhì)桿微擾法，需在慢波線上打孔，對(duì)慢波線造成了破壞。介質(zhì)桿的頭部的匹配程度未知，且無法測量，給測試帶來了很大的誤差。而脈沖雷達(dá)法的測試裝置復(fù)雜，使用不便。本文主要討論應(yīng)用多態(tài)法對(duì)螺旋線行波管輸能機(jī)構(gòu)和切斷衰減器反射系數(shù)的進(jìn)行測量。
1 “冷參數(shù)”測量原理
由于行波管輸入輸出部分的結(jié)構(gòu)相似，在此僅討論行波管輸出段輸能結(jié)構(gòu)的反射系數(shù)。其測試裝置如圖1所示。ΓL是從螺旋線向輸能機(jī)構(gòu)看去的反射系數(shù)，ΓA是從螺旋線向切斷衰減器看去的反射系數(shù)。大反射探針用來測量ΓL和ΓA。當(dāng)探針的另一端接匹配負(fù)載時(shí)，線HH左邊的部分可以看作一個(gè)大反射負(fù)載，其反射系數(shù)為ΓP。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口1連接到行波管輸能機(jī)構(gòu)的輸出端口。
1.1 ΓL的測量
圖1的等效網(wǎng)絡(luò)串如圖2所示。線OO的右邊即輸能裝置等效為雙端口網(wǎng)絡(luò)A，其散射參數(shù)為SO.

行波管輸能機(jī)構(gòu)和切斷衰減器反射系數(shù)的大小嚴(yán)重影響著行波管的質(zhì)量和成品率，通過多態(tài)法對(duì)行波管輸能機(jī)構(gòu)和切斷衰減器的反射系數(shù)進(jìn)行測量，可實(shí)現(xiàn)行波管生產(chǎn)工藝過程中的無損傷在線檢測，對(duì)于提高行波管的質(zhì)量和成品率具有一定的意義。