行波管“冷参数”测试技术的研究

针对因螺旋线行波管慢波线的结构特殊，导致其管内输能机构和切断衰减器的反射系数不易测量的问题，提出了利用多点法对输能机构和切断衰减器的反射系数进行测量的方法，并讨论了测试中所用探针反射系数的测试技术。该方法具有无损伤、测试方便等优点，也可用于其他类似特殊结构反射系数的测量。
关 键 词 行波管; 冷参数; 反射系数; 微波测量

行波管管内的不连续性主要位于输能机构和切断衰减器处，微波信号会在这两个不连续性之间多次反射，最后直接影响到行波管的工作频带、增益的平坦度、稳定性[1～4]。因此，非常有必要来对这两处不连续性的反射系数进行测量，以检测其与慢波线的匹配程度。在本文中，称行波管的这两个反射系数为“冷参数”。由于行波管输能结构的特殊性，尚未有文献对其反射系数的测量进行报道。对于切断衰减器，可用介质杆微扰法和纳米脉冲雷达法进行测量［5, 6］。对于介质杆微扰法，需在慢波线上打孔，对慢波线造成了破坏。介质杆的头部的匹配程度未知，且无法测量，给测试带来了很大的误差。而脉冲雷达法的测试装置复杂，使用不便。本文主要讨论应用多态法对螺旋线行波管输能机构和切断衰减器反射系数的进行测量。
1 “冷参数”测量原理
由于行波管输入输出部分的结构相似，在此仅讨论行波管输出段输能结构的反射系数。其测试装置如图1所示。ΓL是从螺旋线向输能机构看去的反射系数，ΓA是从螺旋线向切断衰减器看去的反射系数。大反射探针用来测量ΓL和ΓA。当探针的另一端接匹配负载时，线HH左边的部分可以看作一个大反射负载，其反射系数为ΓP。矢量网络分析仪的端口1连接到行波管输能机构的输出端口。
1.1 ΓL的测量
图1的等效网络串如图2所示。线OO的右边即输能装置等效为双端口网络A，其散射参数为SO.

行波管输能机构和切断衰减器反射系数的大小严重影响着行波管的质量和成品率，通过多态法对行波管输能机构和切断衰减器的反射系数进行测量，可实现行波管生产工艺过程中的无损伤在线检测，对于提高行波管的质量和成品率具有一定的意义。