栅控行波管,一种采用栅极控制方式、在栅网上施加电压控制电子注的行波管,一般为脉冲栅控行波管。
根据新思界产业研究中心发布的
《2023-2027年中国栅控行波管市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示,按照工作方式来划分,行波管可以分为脉冲行波管、连续波行波管两大类。脉冲行波管以脉冲的方式进行工作,可以采用控制阴极电压的方式控制电子注,但产品结构复杂、质量较重、能耗大;也可以采用调制阳极的方式控制电子注,但电压要求高;还可以利用栅极控制电子注,电压要求较低,且产品体积较小、质量较轻、能耗较低。
行波管主要由电子枪、慢波电路、收集极、聚焦系统、真空管等组成,电子枪包含阴极与阳极,功能是产生高能量密度电子注,其性能直接影响行波管性能、工作效率与使用寿命。栅控行波管是在电子枪的阴极与阳极之间安装控制栅,制成栅控电子枪,控制栅为网状结构,即栅网,栅网由栅丝构成。栅网的安装位置、尺寸大小、所用材料、栅丝半径、网孔大小、截止电压等均有较高要求。
栅丝极细,但也有直径范围,与阳极控制行波管相比,栅控行波管存在栅网透镜效应,会形成复杂电场,影响电子轨迹,进而影响电子注聚焦、电子注与电磁波相互作用。此外,脉冲是短时间发生的信号,电子注需要频繁发射与截断,若栅网在高温条件下发射电子,脉冲信号将无法完全截止,会导致信号干扰并产生噪声。因此栅网需采用高逸出功、可制造极细丝线的材料,例如钼、铪等金属材料。
栅控行波管是雷达发射机的核心器件,雷达发射机的功能是为雷达提供大功率射频信号。举例来看,AWG-9是一款典型的机载火控雷达,用于美国F14战斗机中,F14是美国海军超音速多用途舰载战斗机,作用是用来保卫航母编队;AWG-9雷达采用大直径圆形平板缝隙阵天线,采用756H栅控行波管制造发射机,具有大视距、远搜索距离、边搜索边跟踪、多目标跟踪、抗干扰性强等特点。由此来看,栅控行波管在军事领域发展空间大。
新思界
行业分析人士表示,在国防军工产业快速发展的推动下,现阶段我国具备栅控行波管研制实力。国光电气是我国代表性行波管研发生产商,可以生产多种类型行波管,产品频率覆盖范围宽、型号种类多,可以应用在电子对抗、雷达、通信等领域,栅控行波管是其主要产品之一。