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回旋行波管為高功率寬帶毫米波放大器，是雷達(dá)、信息對(duì)抗領(lǐng)域裝備的“心臟”，項(xiàng)目研發(fā)的回旋行波管?chē)?guó)際領(lǐng)先。輸出功率100kW以上，是普通微波器件的100倍以上。

回旋行波管為高功率寬帶毫米波放大器，是雷達(dá)、信息對(duì)抗領(lǐng)域裝備的“心臟”，項(xiàng)目研發(fā)的回旋行波管?chē)?guó)際領(lǐng)先。輸出功率100kW以上，是普通微波器件的100倍以上。 該產(chǎn)品研發(fā)解決了戰(zhàn)略裝備缺乏有效大功率源，無(wú)法啟動(dòng)的瓶頸問(wèn)題，成功的推動(dòng)了雷達(dá)等裝備列裝進(jìn)程。

該發(fā)明提供一種回旋行波管耦合輸入結(jié)構(gòu)，用于解決傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)插入損耗大的問(wèn)題，該結(jié)構(gòu)包括圓波導(dǎo)及垂直加載于圓波導(dǎo)的矩形波導(dǎo)，所述圓波導(dǎo)的電子注輸入段設(shè)置有一個(gè)以上矩形凹槽，所述矩形凹槽位于耦合輸入結(jié)構(gòu)的對(duì)稱面上。與矩形波導(dǎo)的截面中心距離為（1/2+n)λ、n為正整數(shù)，其中λ為圓波導(dǎo)中心頻點(diǎn)TE11模的波長(zhǎng)；所述矩形凹槽的長(zhǎng)、寬由對(duì)應(yīng)的工作頻段與耦合量決定，深度為1/8λ´-3/8λ´、其中λ´為矩形凹槽對(duì)應(yīng)尺寸的矩形波導(dǎo)的TE10模的波長(zhǎng)。該發(fā)明有效減小輸入電池波的插入損耗，且通過(guò)增加矩形槽的數(shù)量和調(diào)節(jié)矩形槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)，能夠工作于不同需要的寬頻帶范圍；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便。

該發(fā)明公開(kāi)了一種新型寬帶介質(zhì)加載回旋行波管高頻系統(tǒng)，屬于微波、毫米波和太赫茲器件技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括一次連接的預(yù)群聚段、線性放大段、非線性放大段、以及輸出漸變段，預(yù)群聚段、線性放大段、非線性放大段、以及輸出漸變段包括金屬圓波導(dǎo)外殼、貼和圓波導(dǎo)內(nèi)壁加載的環(huán)形無(wú)損介質(zhì)加載波導(dǎo)，線性放大段角向均勻地設(shè)置有矩形有損介質(zhì)片，并沿軸向呈周期性分布。該發(fā)明通過(guò)加載無(wú)損介質(zhì)波導(dǎo)改變整個(gè)高頻結(jié)構(gòu)色散特性；使電子注曲線與波導(dǎo)色散曲線在寬頻段范圍內(nèi)滿足諧振條件，確保寬頻帶工作特性；同時(shí)采用漸變的輸出結(jié)構(gòu)，解決高頻點(diǎn)增益低帶來(lái)的輸出功率低問(wèn)題。該發(fā)明既能滿足寬頻帶工作需求，又能在頻帶范圍內(nèi)提供較高的微波功率輸出。

主要功能：實(shí)現(xiàn)單頻和雙頻的大功率太赫茲波輸出。 ？ 應(yīng)用領(lǐng)域：在主動(dòng)探測(cè)、雷達(dá)、通信、材料的線性和非線性特性、高密度等離子體特性研究、增強(qiáng)核磁共振技術(shù)和放射性材料遙測(cè)等方面具有極其重要應(yīng)用前景。 ？ 特色及先進(jìn)性：在雙電子注同軸腔回旋管中，一根電子注工作在基波，另外一根電子注工作在高次諧波，利用兩個(gè)電子注與電磁波間的非線性耦合，實(shí)現(xiàn)雙頻大功率太赫茲波輸出。 ？ 技術(shù)指標(biāo)：工作頻率110/220GHz；輸出功率：20kW。

主要功能：實(shí)現(xiàn)單頻和雙頻的大功率太赫茲波輸出。應(yīng)用領(lǐng)域：在主動(dòng)探測(cè)、雷達(dá)、通信、材料的線性和非線性特性、高密度等離子體特性研究、增強(qiáng)核磁共振技術(shù)和放射性材料遙測(cè)等方面具有極其重要應(yīng)用前景。

已形成高效率超寬帶行波管等軍用核心關(guān)鍵元器件的電參數(shù)數(shù)字化設(shè)計(jì)能力，研發(fā)了我國(guó)第一套有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能行波管三維仿真設(shè)計(jì)軟件，該軟件已成為我國(guó)電真空行業(yè)核心設(shè)計(jì)軟件。項(xiàng)目申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利21項(xiàng)，獲計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)23項(xiàng)。獲2014年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。目前正在開(kāi)展熱-力-電多物理場(chǎng)協(xié)同數(shù)字化仿真設(shè)計(jì)與虛擬制造技術(shù)的融合工作，可用于高端行波管、電接插件、微特電機(jī)等各類(lèi)軍用核心關(guān)鍵元器件的數(shù)字化制造。

曲折波導(dǎo)行波管是傳統(tǒng)螺旋線和耦合腔行波管的折中，具有較寬的工作帶寬和較大的功率容量，在毫米波和太赫茲頻段具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高器件的性能，研制了新型慢波結(jié)構(gòu)，以及毫米波段新型慢波結(jié)構(gòu)真空電子器件。研制成功的Q波段連續(xù)波曲折波導(dǎo)行波管突破了高效率曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工與裝配、大電流密度電子槍、大功率連續(xù)波輸出等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大功率輸出。 曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu) Q波段連續(xù)波曲折波導(dǎo)行波管應(yīng)用于衛(wèi)星通信、電磁干擾等裝備系統(tǒng)中。

曲折波導(dǎo)行波管是傳統(tǒng)螺旋線和耦合腔行波管的折中，具有較寬的工作帶寬和較大的功率容量，在毫米波和太赫茲頻段具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高器件的性能，研制了新型慢波結(jié)構(gòu)，以及毫米波段新型慢波結(jié)構(gòu)真空電子器件。研制成功的Q波段連續(xù)波曲折波導(dǎo)行波管突破了高效率曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工與裝配、大電流密度電子槍、大功率連續(xù)波輸出等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大功率輸出

研制出的3mm波段高功率回旋管可用于毫米波非致命拒止武器系統(tǒng)、毫米波雷達(dá)成像系統(tǒng)和毫米波定向能武器系統(tǒng),是毫米波拒止武器系統(tǒng)必需的大功率微波源。主動(dòng)拒止武器主要是利用3mm高功率微波刺激人體表皮的痛覺(jué)神經(jīng)，使人感到劇烈灼痛達(dá)到驅(qū)散非合作人群的目的。可用于裝備部隊(duì)作戰(zhàn)、維和、反恐(針對(duì)恐怖活動(dòng)與恐怖分子,尤其是人體炸彈)，裝備警察用于制暴、監(jiān)獄控制、重要目標(biāo)(軍事、政治、經(jīng)濟(jì)及安全設(shè)施和人員等)保護(hù)（如軍事基地、軍事禁區(qū)、使領(lǐng)館、航船、機(jī)場(chǎng)、重要場(chǎng)館等的防護(hù)）及反海盜劫持活動(dòng)等等，這對(duì)保障國(guó)家安全具有重要作用。 本項(xiàng)目在突破一系列關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上研制出了低電壓、小電流3mm波段高功率連續(xù)波回旋振蕩管，在關(guān)鍵技術(shù)研究上有一系列創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。 研制成功了高效、高模式純度TE62模式的W波段連續(xù)波回旋管：頻率94 GHz、工作電壓29.4 kV、工作電流2.2A、輸出功率26.5 kW、效率41%。其各項(xiàng)參量達(dá)到和超過(guò)合同指標(biāo)，器件綜合技術(shù)水平達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。 目前國(guó)內(nèi)100萬(wàn)人以上大城市數(shù)量已達(dá)到100多個(gè)，按照目前大型城市安全需要，每個(gè)城市為其各重要部門(mén)的綜合安全防護(hù)系統(tǒng)總共配備10套主動(dòng)拒止武器系統(tǒng)，每套按500萬(wàn)元計(jì)算，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值約為50億。每套成本低，單套實(shí)驗(yàn)演示系統(tǒng)造價(jià)小于500萬(wàn)元，僅為美國(guó)每套造價(jià)的8%；其核心器件3mm高功率回旋振蕩管及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)、配套器件實(shí)現(xiàn)完全國(guó)產(chǎn)化。