空间大功率微波源技术优化

空间大功率微波源的主要功能是将平台提供的初级能源变换为电子束加速器需要的高功率脉冲，具体应用到电子直线加速器则是高功率微波脉冲源。空间电子束系统加速器需要的微波脉冲峰值功率通常要达到MW 量级。空间大功率微波源系统的基本工作过程是：初级能源通过功率调整系统给中间储能单元充电，完成能量初步压缩；然后中间储能单元通过脉冲开关和脉冲形成部分，输出高压脉冲给微波管；最后在微波管中激励出微波辐射，输出到加速腔中为电子提供加速能量。大功率微波源通常由初级能源装置、脉冲调制器和微波管三个部分组成，脉冲功率系统电能的一般处理流程如图6-2 所示。

图6-2　脉冲功率系统电能的一般处理流程

初级能源装置包括电源供给系统和储能系统，它将航天器上有限的能源存储起来，为大功率微波源工作时提供瞬时大功率能量供给。常见的电源供给方式主要包括太阳能电池、燃料电池、核电池等方式。储能方式主要包括电化学储能、电磁储能、机械储能等方式。(www.xing528.com)

脉冲调制器将初级能源存储的低压电能变换成微波源需要的高压电能，为微波源的电子枪及微波管提供加速能量。其结构形式主要有线性脉冲调制器、钢管调制器、全固态调制器等。全固态调制器由于其具有体积小、功率密度大、波形可控等特点，成为最近几年研究的热点。

微波管是大功率微波源的核心器件，将电能变换成微波能量进行输出，常用的大功率微波管大都是电真空器件。可以用于电子束加速器的MW 级微波管主要有速调管、磁控管等。最近几年，陆续开发出了各个波段可用于加速器的MW 级至几十MW 级的大功率速调管，极大地促进了加速器的发展。

此外，大功率微波源还有一些辅助系统，主要包括电控系统和热控系统等，电控系统主要负责控制初级能源的储能充放电、脉冲调制器的充放电开关动作等；热控系统主要负责为大功率微波管及负载进行有效散热。