基于电压控制的毫米波磁控管调谐方式研究

论文摘要

以毫米波磁控管为微波源的系统具有天线增益高、跟踪精度和制导精度高、抗干扰能力强等诸多优点,广泛应用在导弹制导、测云雷达、辐射测量学、遥感、射电天文、地面及卫星通信、电子对抗、生物学等许多领域。随着雷达技术的快速发展,为进一步提高雷达系统的测量精度和抗干扰能力,不少雷达系统采用了频率捷变技术。针对国内毫米波磁控管暂时缺乏捷变调谐类型这一情况,本文针对毫米波磁控管的捷变方式进行了研究,其主要内容包括:1.毫米波捷变频磁控管的调谐方式、结构形态及调谐机理的比较;2.毫米波捷变频磁控管调频组件的优化设计;3.毫米波捷变频磁控管调谐机构的低能耗供电电源优化设计。试验结果表明,通过对同轴磁控管谐振系统的优化、采用压电陶瓷加上位移放大器作为调谐推动机构、利用自润滑直线轴承改善定向套与调谐杆之间的摩擦损耗以及改善电源的性能,使该磁控管实现了捷变带宽宽度可调、捷变速率可调的特性,其捷变带宽可调范围达到了0～700MHz,捷变速率可调范围达到了0～570GHz/s的水平。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 毫米波磁控管的发展趋势和现状
• 1.2 选题依据
• 1.2.1 一般机械调谐
• 1.2.2 快速机械调谐
• 1.2.3 机械微调
• 1.3 论文结构安排
• 第二章 磁控管的设计及调谐方式的选取
• 2.1 同轴磁控管的结构及工作原理
• 2.2 同轴磁控管的特点
• 2.3 同轴磁控管外腔的设计及调谐机理
• 2.4 调谐方式的选取
• 2.4.1 液压调谐
• 2.4.2 机械颤抖调谐
• 2.4.3 音圈颤抖调谐
• 2.4.4 压电颤抖调谐
• 2.4.5 音叉调谐
• 第三章 调谐部件的设计
• 3.1 调谐推动元件材料的选取
• 3.1.1 电致伸缩效应与逆压电效应
• 3.1.2 锆钛酸铅改性压电陶瓷
• 3.1.3 电致伸缩陶瓷
• 3.1.4 压电陶瓷与电致伸缩陶瓷特性对比
• 3.1.5 材料的确定
• 3.1.6 压电陶瓷动态响应特性
• 3.2 位移放大器的设计
• 3.2.1 位移放大器的结构设计
• 3.2.2 位移放大器材料的选取
• 3.3 调频机构的设计
• 3.3.1 磨料磨损
• 3.3.2 粘着磨损
• 3.3.3 微动损伤
• 3.3.4 其它磨损
• 3.3.5 摩擦部分材料的选择
• 3.3.6 摩擦部分的结构设计
• 第四章 压电陶瓷驱动电源的设计
• 4.1 电源的总体设计
• 4.1.1 设计原则
• 4.1.2 总体设计方案
• 4.2 电源电路初步设计思路
• 4.2.1 精密直流稳压电源的设计
• 4.2.2 功率放大器部分的设计
• 4.2.3 输入控制模块的设计
• 4.2.4 负载监测模块的设计
• 4.3 根据负载特性对设计电源的改进
• 4.3.1 压电陶瓷的电气性能
• 4.3.2 电源设计对压电陶瓷迟滞效应的考虑
• 4.3.3 电源设计对压电陶瓷蠕变特性的考虑
• 4.3.4 电源对压电陶瓷非线性特性的考虑
• 4.4 电源对环境要求的设计
• 第五章 测试结果及分析
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献