行波管微波非线性参数测试技术研究

摘要

行波管（Travelling Wave Tubes）是一种极其重要的真空电子器件，在卫星通信、雷达和电子对抗等领域发挥着重大作用。行波管作为一种器件，需要一些技术参数来描述其特性。评价一只行波管是否合格或者是否符合自身的应用需求，可以通过测试其技术参数作为参考。行波管是对高频信号进行高功率放大的真空电子器件，其技术参数的测量涉及到了多种微波测量技术以及矢量网络分析仪、频谱分析仪等高端测试仪器的使用，这极大的增加了其技术参数的测试难度。因此，准确测量行波管技术参数已成为行波管研制以及应用中必须要解决的难题，同时也是微波测量的应用方向之一。在完成行波管冷参数测试系统以及热参数测试必要器件的基础上，本文对行波管热参数测试进行了系统样机设计并初步编写了自动测试软件。本文集中开展了以下几方面的研究：
　　1．幅相参数测试技术研究。本文中系统样机设计了两种幅相测试方案：一种是基于六端口的幅相测试，利用NET2801数据采集卡对端口幅度信息进行采集从而计算幅相信息；另一种是基于矢量网络分析仪（VNA）的幅相测试，通过MFC编写的自动测试软件控制系统样机将测试路切换到幅相模式，利用矢量网络分析仪来测试幅相参数。行波管的幅相参数测试涉及到幅度非线性、相位非线性、幅相调制（AM-PM）、1dB压缩点等。
　　2．频谱参数测试技术研究。本文中频谱参数测试用到的主要测试仪器是频谱分析仪，利用MFC编写的自动测试软件将测试路切换到频谱参数测试，通过大功率定向耦合器对行波管的输出信号进行取样，从而来对行波管的输出信号进行频谱分析。行波管的频谱参数测试涉及到三阶互调比、噪声功率谱密度等。
　　3．大功率水负载研究。本文在查阅资料的基础上仿真设计了大功率水负载，工作频段2~18GHz，与系统中集成的大功率干负载相比，它的体积小，无需庞大的风冷设备。如果可以将它应用在系统中，将极大的缩小系统整机体积，减小系统的重量。目前由于某些条件的限制该水负载还未加工实测，后期将会进行加工与实测。

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第一章 绪 论

1.1 微波真空电子器件概述

1.2行波管及其测试

1.3 课题研究背景及意义

1.4 本文主要研究内容

1.5 本文组织结构

第二章 行波管非线性热参数测试方法

2.1 概述

2.2 项目测试技术指标

2.3 测试环境

2.4 测试方案及选择

2.5 本章小结

第三章 热参数自动测试系统组建

3.1 概述

3.2 系统中主要测试仪器

3.3 系统主要硬件

3.4 系统软件设计

3.5 本章小结

第四章 非线性热参数测试结果及分析

4.1 概述

4.2 测试结果及分析

4.3 本章小结

第五章 系统误差初步分析

5.1 概述

5.2 测量不确定度

5.3 功率测量不确定度

5.4 本章小结

第六章 结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果