专利名称：高功率毫米波雷达发射机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发射机，尤其涉及一种高功率毫米波雷达发射机。
背景技术：
高功率毫米波雷达具有分辨率高、成像能力强、射束能量集中等优点，在航空、航 天技术领域应用前景广阔，如深空探测、卫星编目、空间目标识别等。作为毫米波雷达核心 部件的毫米波发射机因此也成为当今世界各国的研究热点。要开发高功率毫米波雷达发射机，首先要有高功率毫米波源，传统的真空电子器 件，如行波管、速调管和磁控管等常规微波电真空器件，由于受其工作机理的限制，在毫米 波频段输出高功率信号遇到了极大的困难。而回旋管作为一种新型快波器件，它不受常规 电真空器件中电子与波互作用空间的线尺寸和频率成反比规律限制，因而其功率容量也大 得多。为了获得高功率相参毫米波源以将其应用于毫米波雷达系统，目前国际上正在大力 发展回旋管放大器。其中，回旋行波管具有比其他回旋器件更大的带宽和效率，因而它自诞 生以来就受到了各国科学家和政府的普遍重视。经过了几十年的发展，回旋行波管放大器 在理论和实验两方面都取得了极大的进展，从而成为最具发展前景和应用价值的一种高功 率宽带毫米波辐射源。然而毫米波发射机虽然有整机设备出现，但是其峰值功率、平均功率 都较小，在航空、航天技术应用领域略显力不从心。
实用新型内容所要解决的技术问题针对以上不足本实用新型提供了一种频率高、功率大和重量轻的高功率毫米波雷 达发射机。技术方案—种高功率毫米波雷达发射机包括前级放大器、回旋行波管、环行器及外围部件； 外围部件包括灯丝电源、液冷源、超导制冷机、控制保护分机、超导线包、钛泵电源、调制器、 高压电源、磁场电源；小功率的毫米波输入信号经过前级放大器进行一级放大之后，输入到回旋行波 管，回旋行波管在外围部件的配合下对毫米波信号进行二级放大，实现了高功率的毫米波 信号输出；在回旋行波管输出位置设有环形器，环形器对回旋行波管进行隔离保护。所述的外围部件灯丝电源用于给回旋行波管的阴极进行加热；磁场电源、超导线 包、超导制冷机为回旋行波管提供外加磁场，其超导制冷机给超导线包制冷，磁场电源则给 处于超导状态的线包提供电流；钛泵电源可吸附回旋行波管内的气体，使回旋行波管腔体 内保持高真空状态；高压电源与固态调制器串联连接，输出的脉冲高压连接到回旋行波管 的阴极，对阴极发射的电子进行加速；控制保护分机对发射机的开关机进行控制，同时可对 指标参数进行显示；液冷源对整个发射机发热部件进行冷却处理。有益效果[0011]本实用新型的高功率毫米波雷达发射机频带宽、功率大、重量轻。
图1为本高功率毫米波雷达发射机的组成框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细地说明。如图1所示，本高功率毫米波雷达发射机包括前级放大器、回旋行波管、环行器及 外围部件；外围部件包括灯丝电源、液冷源、超导制冷机、控制保护分机、超导线包、钛泵电 源、调制器、高压电源、磁场电源；发射机是一个信号放大的设备。本发射机由两级放大器组成，前级放大器是第一 级放大器，回旋行波管充当第二级放大器。幅值较小的毫米波输入信号，经过前级放大器进行一级放大之后，输入到回旋行 波管，回旋行波管在外围部件的配合下进行二级放大，从而实现了高功率的毫米波信号输
出ο在毫米波信号输出段设有环形器，当输出端负载匹配不好时，微波功率反射较大， 容易引起回旋行波管工作不正常或导致回旋行波管损坏；位于回旋行波管输出位置的环形 器能够起到隔离保护作用。灯丝电源用于给回旋行波管的阴极进行加热，在高温下回旋行波管的阴极材料电 子热运动加剧，使得电子溢出功大为减小，有利于提高阴极的电子发射能力。磁场电源、超导线包、超导制冷机为回旋行波管提供外加磁场；回旋行波管工作在 毫米波段，需要具有十几千高斯左右的外加磁场，普通的电磁线包难以达到要求，需要采用 超导技术来实现；超导制冷机给超导线包制冷，使线包温度降低到4K左右，具有超导能力； 磁场电源则给处于超导状态的线包提供电流，这样就产生了十几千高斯的外加磁场。回旋行波管作为真空器件，要求管腔体内保持真空状态；而回旋行波管在工作时 电子注碰撞到管壁能够激发出一些气体，钛泵电源对这些微弱的气体有吸附能力，这样有 利于保持回旋行波管的真空状态。高压电源与固态调制器串联连接，输出的脉冲高压连接到回旋行波管的阴极，对 阴极发射的电子进行加速，使其以接近光速的速率进入回旋行波管的谐振腔内。控制保护分机是发射机人机交互部件；控制保护分机对发射机的开关机进行控 制，同时可对重要指标参数进行显示，如高压值、功率值等等。液冷源对整个发射机发热部件进行冷却处理。虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本实用新型， 任何熟悉此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此 本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
权利要求1.一种高功率毫米波雷达发射机，其特征在于包括前级放大器、回旋行波管、环行器 及外围部件；外围部件包括灯丝电源、液冷源、超导制冷机、控制保护分机、超导线包、钛泵 电源、调制器、高压电源、磁场电源；小功率的毫米波输入信号经过前级放大器进行一级放大之后，输入到回旋行波管，回 旋行波管在外围部件的配合下对毫米波信号进行二级放大，实现了高功率的毫米波信号输 出；在回旋行波管输出位置设有环形器，环形器对回旋行波管进行隔离保护。
2.根据权利要求1所述的高功率毫米波雷达发射机，其特征在于所述的外围部件灯 丝电源用于给回旋行波管的阴极进行加热；磁场电源、超导线包、超导制冷机为回旋行波管 提供外加磁场，其超导制冷机给超导线包制冷，磁场电源则给处于超导状态的线包提供电 流；钛泵电源可吸附回旋行波管内的气体，使回旋行波管腔体内保持高真空状态；高压电 源与固态调制器串联连接，输出的脉冲高压连接到回旋行波管的阴极，对阴极发射的电子 进行加速；控制保护分机对发射机的开关机进行控制，同时可对指标参数进行显示；液冷 源对整个发射机发热部件进行冷却处理。
专利摘要一种高功率毫米波雷达发射机，其小功率的毫米波输入信号经过前级放大器进行一级放大之后，输入到回旋行波管，回旋行波管在外围部件的配合下对毫米波信号进行二级放大，实现了高功率的毫米波信号输出；在回旋行波管输出位置设有环形器，环形器对回旋行波管进行隔离保护。外围部件灯丝电源用于给回旋行波管的阴极进行加热；磁场电源、超导线包、超导制冷机为回旋行波管提供外加磁场；钛泵电源可吸附回旋行波管内的气体，使回旋行波管腔体内保持高真空状态；高压电源与固态调制器串联连接，输出的脉冲高压连接到回旋行波管的阴极；控制保护分机对发射机的开关机进行控制，同时可对指标参数进行显示；液冷源对整个发射机发热部件进行冷却处理。
文档编号G01S7/282GK201867492SQ20102061018
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者邓正龙 申请人:中国电子科技集团公司第十四研究所