速調管

在速調管中，輸入腔隙縫的信號電場對電子進行速度調製，經過漂移后在電子注內形成密度調製；密度調製的電子注與輸出腔隙縫的微波場進行能量變換，電子把動能交給微波場，完成放大或振蕩的功能。

1937年，美國物理學家瓦里安，R.H.和S.F.瓦里安制出雙腔速調管振蕩器。反射速調管則是1940年由蘇聯工程師捷瓦科、丹尼爾捷維、布斯庫諾維和柯瓦連科分別研製成功的。

按照電子行進的軌跡，速調管分為直射速調管和反射速調管兩類，通常將直射速調管簡稱為速調管。

直射速調管

直射速調管在結構上包括以下幾部分：電子槍、諧振腔、調揩系統、各腔之間的漂移管、能量耦合器、收集極和聚焦系統。具有兩個諧振腔的速調管稱為雙腔速調管；具有兩個以上諧振腔者稱為多腔速調管。

雙腔速調管

雙腔速調管僅有兩個諧振腔，即輸入腔和輸出腔。由電子槍產生的電子注首先到達輸入腔隙縫。輸入的微波信號經能量耦合器送進輸入腔，在諧振腔隙縫外形成微波信號電壓。在這裡，電子注受到微波場的速度調製，然後進入無場漂移管。在漂移過程中電子發生群聚，在電子注內形成密度調製。密度調製的電子注與輸出腔隙縫的微波場進行能量交換，電子把能量交給微波場，完成放大或振蕩的功能。

微波功率經能量耦合器送至負載。

雙腔速調管增益僅為10分貝左右。為了提高增益，可以在輸入腔與輸出腔之間設置一個或多個中間腔，構成級聯放大器。這種速調管稱為多腔速調管）。引入中間腔還可以提高效率；若使各腔頻率略有差異，還可展寬頻帶。多腔速調管的特點是增益高、效率高、穩定性好、輸出功率大，缺點是頻帶窄。多腔速調管的穩定增益可達80分貝，效率最高可達75%，脈衝功率可達60兆瓦，連續波功率可達1兆瓦。頻帶一般僅有1%～2%，個別大功率脈衝速調管可達10%～12%。

電子群聚 電子從陰極發射出現以後受到高電壓的加速，到達輸入腔隙疑時所有電子的速度是一致的。待放大的微波信號進入輸入腔，在隙縫上建立起微波信號電壓。隙縫上的電壓隨時間呈正弦變化。在不同時刻到達隙縫的電子，受到不同的瞬時電壓的作用。

電子槍 速調管常用的電子槍有陰控槍、陽控槍、柵控槍、無截獲柵控電子槍和磁控注入式空心注電子槍（見行波管、強流電子光學）。

諧振腔 常用的諧振腔有兩種：雙重入式圓柱形諧振腔和雙重入式角柱形諧振腔。圓柱腔用於固定頻率或調諧範圍小的速調管，利用電容片調諧。諧振腔可以裝在管外（外腔式速調管）或管內（內腔式速調管）。工作波長較長和頻帶較寬的速調管可做成外腔式。

輸入腔或輸出腔通過能量耦合器與管外微波系統相接。簡單輸出腔的頻帶很窄，為展寬輸出電路的頻帶可採用濾波器型輸出電路和分佈互作用電路（分佈互作用速調管）或慢波電路輸出段（行波速調管）。

聚焦系統 速調管常用聚焦方法有均勻永磁聚焦、周期永磁聚焦、均勻電磁聚焦和靜電聚焦。

收集極 電子打在收集極上時，剩餘動能轉化為熱能。為導走熱量，大、中功率速調管收集極需要採用液冷、風冷或蒸發冷卻。

直射速調管的應用 連續波放大速調管應用於對流層散射通信、微波接力通信、衛星通信地面站、電視發射機、機載與地面雷達、微波工業加熱及將能量變成微波形式進行傳輸。現代連續波放大速調管工作頻率分佈在220兆赫至36吉赫範圍內，輸出功率從幾百瓦至1兆瓦。

脈衝放大速調管應用於雷達、帶電粒子加速器。現代脈衝放大速調管工作頻率分佈在 220兆赫至18吉赫範圍內，脈衝功率從1千瓦至60兆瓦。

在直射速調管中，將一部分輸出功率反饋至輸入腔可構成振蕩器，用於參量放大器、導航台等。雙腔速調管可用於倍頻。

反射速調管

用來產生微波振蕩的單腔速調管。它的特點是結構簡單，工作可靠，體積小，重量輕，電壓低，可機械調諧和電子調諧，參數隨環境溫度變化小，抗輻射能力強。反射速調管輸出功率為10毫瓦至2.5瓦，工作頻率在800兆赫至220吉赫之間，機械調諧範圍為1%～15%（毫米波管達40%），電子調諧範圍為0.1%～1.0%。效率為20%～30%。反射速調管在結構上包括陰極、諧振腔、反射極和能量耦合器等部分。

電子從陰極發射出來，受到加速后穿過諧振腔隙縫。在隙縫外受到微波電場的速度調製，然後進入諧振腔與反射極之間的減速場（反射極電位負於陰極）。在減速場作用下，所有電子都將被反射回來。受到速度調製的電子注，在減速場內返轉運動過程中形成密度調製。當電子注再次穿過隙縫時，群聚的電子把能量交給腔體微波場以維持振蕩。振蕩功率經能量耦合器送至負載。電子被腔壁或其他金屬零件收集。

反射速調管廣泛用於小功率信號源、振蕩器和各種微波設備，但因半導體器件的競爭，產量有降低的趨勢。儘管如此，在80年代初它仍是微波電子管中生產數量最大的一種管型。

一、離子泵電流過大

發射機在開機后，未上高壓前，觀看離子泵電流表的數值。因為這時只有離子泵電壓和燈絲電壓，可排除其它因素造成讀數不準。如果離子泵電流指示大而且不回落，此時管子應該更換。但有的上機新管子離子泵電流大於20uA的，這時陰極處有磁鐵，將磁鐵去掉。如果繼續增長（約10gA左右），可判斷管子壞了。管子由於老化漏氣，造成管內充滿氣體，破壞了管子正常工作的條件。

高壓線很臟也會使離子泵電流表頭大於10g^。如果擦乾淨后還是很大，也說明管子漏氣了。

二、體電流過大

一般速調管的體電流小於50mA，當管子漏氣或散焦，體電流到100mA左右，正常情況下保護電路會動作。造成體電流過大，大致有以下幾種原因：

（1）聚焦電流故障，造成電子束散焦；（2）激勵過大，使速調管工作在飽和狀態；（3）電流過大電子束變粗；（4）運輸不當或安裝位置不處於水平，速調管有些變形或不直；（5）勵磁線圈不同心；（6）收集極或與其相連的器件觸地，也會造成體電流過大。從上可看出，體電流過大不一定是管子壞了，應首先檢查勵磁電源、聚焦等外圍電路，減小激勵。收集極對地電阻應為5Q—7Q，零或太大都不合適，有時只要換上合適的電阻，故障即可排除，用不著換管子。體電流大於100mA，管子的增益很低。如果保護電路有故障而失去保護作用，散焦的電子轟擊管壁某處，使之溫度升高，管子有灼燒的痕迹。

三、注電流小

在正常的控制電壓下注電流相對較小。剛開機時還大一些，隨後越來越小。分析有兩種情況：（1）燈絲電壓過低，注電流就小。因電子被強行從陰極拉出，很容易將陰極拉壞，管子的注電流就下降；（2）管子使用壽命已超過廠家的標稱值（使用維護得當，壽命可達幾萬小時），陰極發射能力下降，增益低不能滿足播出要求。

四、一腔增益低

影機頻響曲線中間凹陷，怎麼也調整不好，增益降低。圖像輪廓模糊，色彩不鮮。聲機情況類似，也調不出理想頻響曲線。在管子使用壽命到期后，性能會正常衰退，有時表現為一腔增益下降。但燈絲電壓長期過高，陰極材料蒸發過猛，會使一腔陶瓷的絕緣層變成導電氧化物，污染了陶瓷壁，導致一腔Q值下降。后一種情況是可以避免的。剛使用的速調管燈絲電壓為5V，工作600小時后，降低到4。盯再長期使用。因為海綿陰極鋇激活以後，可以給出較高的放射能力。這時雖然燈絲電壓降低了，但放射電流並不降低，還可以延長速調管的使用壽命。

五、三腔諧振頻率調進帶內過多

要求三腔的諧振頻率必須保持在通帶高端，如果調進帶內超出要求，速調管就會出現自激打火，開裂漏氣。

六、四腔耦合過輕

四腔耦合不能小於50度。如果耦合太輕，反電勢會較強，將造成電子的二次回轟，四腔打火。打火時間長了，陶瓷易開裂漏氣，將管子打壞。

七、高整分壓電阻斷裂

高整分壓電阻斷裂，調製陽極電位變成低電位，注電流猛增，腔體過熱。如果保護電路不靈，使管子打火過熱，將其打壞。

八、安放不平

有的台站曾發生過由於管體小車的四個輪子安放不平，不在同一水平線上，長期變形使用，造成管子裂縫。

九、冷卻不到位

速調管效率較低，在工作中需要散發大量熱量。冷卻水流、風量大小都應達到設備要求。如果冷卻系統出現故障，水溫太高，風量不足，電子槍的金屬與陶瓷封接處表面溫差超過限度，也會造成管子炸裂。

以上僅上判斷速調管壽命終了的幾個方面，還有一些沒有總結到。但有兩點一定注意：一是保護電路小盒要定期檢測，保證保護電路正常工作，這樣有許多故障可避免發生，不致使管子損壞；二是要正確使用，合理維護，才能大大延長速調管的使用壽命。