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微波电真空器件的应用发展趋势详细说明
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2020-07-06
张伟
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发射器件及组件实现功率能量的放大，具有高功率、高热耗的特点，它可通过多个功率器件并联放大、也可单个器件放大再进行空间合成，自由度高。具有更高的单元输出功率，更轻的体积、重量以及更宽的工作带宽，这是整机系统对发射器件及组件的一直不变的需求。发射器件主要分为半导体固态器件和电真空器件两种形式。电真空器件作为功率放大器，在军事装备的发展历史上扮演了非常重要角色，直到现在仍是是雷达、通信、电子战等系统的核心元器件。GaAs晶体管问世之前，真空管是功率放大和发射的唯一解决方案。后来，晶体管半导体固态器件开始在低频段替代真空管，伴随着频率的增高，两者互有竞争，互相补充，在高频率段，一直是电真空器件的领地。电真空器件是实现大功率毫米波的必经之路。行波管作为真空功率器件的代表，图1是行波管工作原理图。行波管相对于固态器件有两大优势。一是工作在真空环境，这意味着电子运动过程中，不与半导体晶格发生碰撞并产生热量。二是行波管可以使用“多级降压收集极”部件，获取互作用后电子的剩余能量，将其回收，进一步提升放大器总效率。高效率是太空应用电真空功率器件的主要原因。
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