【电子行业标准(SJ)】 微波电子管电性能的测试 第７部分：充气微波开关管

中华人民共和国电子工业推荐性部标准微波电子管电性能的测试
第7部分：充气微波开关管
Measurement of the electrical properties ofmicrowave tubes
Part 7, Gas-filled raicrowave switching devices1一般测试要求
1.1参考点和电压
加到各电极上的电压的极性是相对管体规定的。1。2测试设备
1.2.1试验管座
SJ/Z9008.6-87
IEC235-7(1972)
如第2条所述，测试语用规定的试验谐振腔或试验管座，术语“管子”是指包含管座或腔体在内的总体。
1。2.2定向耦合器
定向耦合器用来测最人射功率，应仔细选择适当的方向性。1.3直流引燃电源
由于管子的很多参数受直流引燃电源电压或电流的影响，因此，引燃电压或电流应在规定值土2%的范围内。当直流电压值被规定为引燃极供电条件时，则电源总电阻应在规定值的±5%范围内，并且在电流从零至工作电流范围内调节时电源电压的稳定性应高于1%。
电源电压的叠加波纹成份（峰与峰之间）应不大于1%。总电阻不低于0.5MQ的电源应直接地接到待测管的引燃极上。管内引燃极的电阻应认为是该电源电阻的一部分。
1.4存放期
为了避免测试误差，除另有规定外，在进行引燃极引燃时间测最之前，管子至少在黑暗和无电离辐射的地方存放一段规定的时间。1.5高功率射频负载特性
无论在何处都实用的，即高功率射频负载在参考频率点的电压驻波比不应超过1.1：1，并且应具有足够宽的频带，以保证振荡源的模式不影响测量。1.6着火测试
第2.8.1所述的测试应在高功率测试之前进行。中华人民共和国电子工业部1987—09一14批准*1*
1.7谐振调请
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管子调到谐搬频率表明，对于T.R管，电压驻波比可能为最小，而对于A.T.R管，电压驻波比，可能为最大。当用电压驻波比方法不方便时，谐振可用观察传输功率明显的峰值（对T，R管）或最小值（对AT.R管）采得到。1：8参考频率偏养
对一般测试，可允许的参考频率的偏差如下：（a）高功率测试为±1%，
（b）低功率测试为±0.1%。
测试高Q器件，尤其是靠近频带边缘时，更需要足够的精确度。2.测试
2.1引燃极（或保活极）测试
2.11引燃时间
除非另有规定，该测试是将管了放让啦在中进行。管子按图1所小连按，将规定的直流电压通过规定的串联电阻加到各引燃极。管子所需的引燃时间是当微安表出现读数时来测最的。当管子具有多个引燃极时，每个引燃极应分别测鼠。2.1.2引燃极电流
管子按图1连接，将规定的直流电压通过一规定的串联电阻加到引燃极测得引燃电流。
2.1.3振荡
需要时，可用图2所示的电路来检测振荡的存在。用规定的电阻与管子串联，改变所加的直流电压，而用任示波器上显示的图形确定防止弛张振荡所需实的最小电流。高频摄荡可以不计（见图2a）。2.1.4引燃极电压降
管子通过一可变串联电阻接至引燃极电源，将引燃极电流调到规定数值。用下列方法之一（见图1）测量引燃极和管体之间的电压降：方法A：外接电位计（按图所示那样联接），并调节到使电位计没有电流通过。方法B：电压表跨接于点AA，从电压表读数中减去通过串联电阻R上的电压降。方法C：用静电伏特计跨接于管子上。方法D：接-高内阻的直流动圈式伏特计来代替方法A中所用的电位计。2.2低电平射频测试
2.2.1插人损耗
插人损耗通常是在电路中用射频代替法来测贷，如图8所示，其中管子接在匹配信号发生器与匹配检波器之间。当子的电压驻波比为1.17或更低时，为了保证插人损耗测量有土0.1dB或更高精度，则负载端和信号发生器端的电压驻波比应不超过1.1：1：当由经验得知，管子有较高的电压驻波比值时，需要相应地加以严2*
格限制。
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（a）引燃插人损耗或总插人损耗引燃极加上规定的电压或电流，用重调校准衰减器的方法来测量插人损耗值。管子可用相同物理长度的波导段来代替。通常以dB表示。（b）冷损耗或非引燃损耗
这种插入损耗值按第2.2.1条中（a）的方法来测量，但不加引燃极电压。以dB表示。
（c）引燃极相互作用损耗
在从引燃状态变到非引燃状态期间，记下用校准可变衰减器来测得的插人损耗的变化。此变化就是引燃极相互作用损耗。另外，引燃极相互作用损耗间以按第2.2.1条（a）测得的数值减去按第2.2.1条（b）测得的数值来得到。
（d）可调内腔管子的插人损耗
将信号发生器的输出功率和频率调到规定数值。然后管子调至谐振，按第2.2.1条测出插人损耗。
为了保证传输功率中可能存在的次要峰值不致错看成主要峰值，次要峰值的相对幅度和位移的典型情况如图4所示。（e）固定调谐管的插人损耗
将信号发生器的输出功率调到规定数值，并使其频率调至管子的谐振频率。为了保证传输功率中可能存在的次要峰值不致错看成主要峰值，次要峰值的相对幅度和位移的典型情况如图4所示。
（f）外腔式管子的插入损耗（比较法）将信号发生器训至参考频率，并测出输出功率。然后用已知插人损耗的适当的谐振腔校准器（样管）来代替管子，记下输出功率的变化。对于无损耗的管子，这输出功率变化即是测域结果，以dB表示。2.2.2引燃极噪声或噪声系数的降低将管子接至具有规定噪声系数的接收机输入端。使管子引燃极通过规定的电流，记录由此得到的噪声系数的增加。如果加上引燃极电流引起管子电压驻波比大于5%，使用可调失配器可消除这种变化。2.23电压驻波比
（a）T.R管
管子插入适当的低电平传输线电路中，在匹配信号源和匹配负载之间，其等效电路如图5所示。将信号发生器调至参考频率。然后测出电儿非波比。该项测量是在引燃极加了引燃电压下进行的。（b）用十平资电路的前置T.R管和T.R管将管子插人相应的开关管管座上，并按等效于图5所示的传输电路连接。为了*8*
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保证测试精度，被接到开关管管座任意一端上的电压驻波比应不超过1.2：1。将信号发生器调至参考频率。然后测出电压驻波比。注：在特殊情况下，开关管管座的发射机端接可调短路活塞，以便模拟不工作期间的发射管。在此情况下，调节短路活塞，在各个相位上测最电压驻波比，并记录般坏值。在所有规定条件下，改变管子在开关管暂座中的位置来测避电压驻波比，此位置包括管子放电区耦合到开关管两通道的所有位置。
2.2.4调谐范围
方法A：
此项测试应按图5所示的电路进行。管子谐振应复盖所需的最小频率范围。用电压驻波比的最小值（T.R管）或电压驻被比最大值（A，T.R管）来指示管子的谐报（见1·7条）。
方法B：
此项测试按图3所示的电路进行（校准可调衰减器可省去）。管子的谐振是由电表指示的最大值来决定。
注，该方法特别适合于窄频带管子的测试。2.2.5固定调谐管子的谐振
管子插入匹配信号发生器与匹配检波器之间。然后改变信号发生器的频率，以便得到管子的谐振频率。
2.2.6中心频率
管子插在如图5所示电路的匹配信号发生器和匹配负载之间。然后频率在规定的频带范围内变化，测出限定频带内的各频率点上对应着的许多电压驻波比值。根据电压驻波比一一频率特性曲线，那么中心频率是用任意两点频率的几何平均值来计算，这两点的电压驻波比相等或在规定的范围内2：2.7归-化的等效电导和电纳（A.T.R管）管子插人传输线电路中，如图5所示，但用可变短路活塞代替匹配终端。工作条件位于规定数值。在所需的频带范围内测盘电压驻波比，调节可变短路活塞使在每个测量频率点上得到最小电压驻波比。根据电压驻波比一频率特性曲线，则归一化的电导（9）和电纳（b）值可从下式得到：A)
g\r。
其中：T。为电压驻波比一一频率特性曲线上所指出的电压驻波比的最大值；T为任意频率点的电压驻波比。
电压驻波比频率特性曲线的最大值出现在管子谐振频率上。这公式适用于串联管座。
（，）归一化等效电导（另一种测试方法）。归一化电导也可以图5所示电路用下列方法之一进行测量：方法A：
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管子插在匹配信号发生器与匹配负载之间。在谐振频率附近很窄频带内的各频率上测量电压驻波比（T），得出电压驻波比一频率曲线。当电纳（b）等于零时，在管子谐振频率处出现电压驻波比的最大值（T。）。归一化的等效电导从下式得到：
方法B：
T。-1
管子按方法A插人系统中，用匹配功率读数检波器代替负载。归一化电导由信号发生器的频率调至管子谐振频率时，测出人射到管子上功率（Pi）和传送到匹配检波器上功率P，的比值来得到。其数值为：1
g\2(k-1)
其中，
k=Pi/Pt
用专门短路器来代替管子，由衰减器读数的变化可得到比值：Pi
方法C（比较法）：
管子插人相应管座，并接人图6所示的电路中。当工作在参考频率时，将短路活塞调至匹配功率检波器的最小读数处。记下这读数。管子是用匹配检波器上观察到的读数和用方法A或B预先已测量过的管子所得引的检波器输出校正曲线加以比较来测量的。注，在所有测试中，三种方法中无论哪种，测素频率都是被测管的诺报赖率，并且在满肽期间信号发生器输出功率必须保持不变。（b）归一化等效电纳
管子插入匹配信号发生器与匹配负载之间的管座中，如图5所表示的那样。可用下列一种方法测量电纳：
方法A：
归一化等效电纳是通过将管子前面的驻波位置与用具有相同的外形和谐振参考频率的参考管子得到的驻波位置加以比较来测量的。然后用下式计算电纳：
b=1+2g
其中：从样管到参考管的电压驻波位置的变化量：入g=参考频率点的波导波长（与△同单位）。5*
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当A1较小时，表达式可写成
b=（1+2g)
另外，电路可等效为图6所示，而△1从调节短路活塞中得到。方法B：
管子插入匹配信号发生器和匹配负载之间，如图6所示。这方法需要确定人射到管子上的功率P和参考频率处测得的通过管子传送到负载的功率P的比值。管子的归一化等效电纳可用下式计算：b3=(1+2g)*-4gk2
4(h2-1)
其中：
k=Pi/Pt
来自管子的反射功率，在幅度上可与人射功率作比较，因此测试时应注意选择具有足够方向性的定向耦合器。2.2.8Q值测量
（a）负载Q值-一T.R管
管子插入匹配信号发生器和匹配检波器之间（除了终端是匹配检波器以外，测量电路如图5所示那样）。信号发生器和管子之间应有足够的衰减，以防止由于管子的调谐而引起信号发生器的频率和功率的变化。负载Q值用下列两方法之一进行测量：方法A：
信号发生器工作在参考频率上时，将管子调至谐振（。）。测量输出功率，然后将信号发生器的频率调到高于和低于谐振点处，使得该点上测得的输出功率降低到蜂值的一半，记录半功率点上得到的两个频率f，和，负载Q值为：QL=
必须使信号发生器的输出功率保持不变，在f.到f，的频带内其变化应小于1%。
如果不可能进行这样测试（指用半功率点方法），那么测出信号发生器的输出功率一频率特性曲线，来进行修正。方法B：
被测管调至参考谐振频率点上，测量输入电压驻波比。信号发生器的频率围绕参频率为中心的很窄频带内变化。然后国出电压驻波比一一频率特性曲线。负载Q值可用下列方法得到：
（1）利用谐振频率（f。）上得到的电压驻波比值（T.）和在两频率点上得到的电压驻波比值（T，各在谐报频率的一边），用下式计算负载Q值：*6*
其中：T,为f.
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VTT-T(T-T)
(1+T.)VTI
处的电压驻波比，并用大于1数值表示。因为上述表达式是床于下列近似式：fa-f~2Af
实际上T，值应取在电压驻波比一一频率曲线对称的频率范围内。为保证精度，最好T，值大于1.5T。。
（2）利用在谐振点得到的电压驻波比值T。，并应用下列公式之一计算电压兆波比数值T：
对于高Q管（Q>50）：
T-T.+1+(ri+1)
T,+1-(T:+1)或
对于低Q管（Q<50）和r。~1：
其中：A=[(。+1)2+0.1)，
B=[(r。-1)2-0.1
然后将计算出的电压驻波比值（T）应用到电压驻波比一一频率特性曲线，即得出相应的Af值即所谓的△fi。负载Q值可按下式计算，对高Q管
对低Q管
（b）A.T.R管
负载Q值可根据在谐报点电纳对频率的变化率546
2(1+9)
表示为：
因为f。靠近参考频率，上式中总是可以用参考频率来代替f。。会值可用测量接近于。的两频率的b来确定，由于在足够率区间内以效可认4b
为b和f是线性关系。
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如果管子电导和电纳已确定如第2·2·7条，根据电压驻波比—频率特性曲46
线来计算
一的另一种方法为：
管子插人图5电路中的匹配发生器和匹配信号负载之间。在谐报频率附近，碗定最靠近管子对称面的驻波最大点位置对频率的函数关系。A6
AF，而-
得出谐振点的变化率
一值计算如下：
b_2元（1+2g）
af入g免费标准bzxz.net
其中：入g一参考频率的波导波长9g一管子归一化电导
驻波最大点位置对频率的变化率（在管子前面）Af
由于取管内对称面测量是不可能的，因此测量是在远离这点并变换到适当位置进行的，正确的数值可由下面关系式确定：=h- m(A入g)
其中，=用画出观察到的电压最小点位置与频率的曲线关系即可得到测出的斜率，
m=在谐振点处，测得的由参考最小点至管子对称面的/波长的奇数倍。
因为公式包含了近似式
tan4π
为了近似式成立，变量△1相对于入应足够小。由于A.T.R管尺寸与其相应管座以及波导尺寸的差别可能激励起不希望的模式谐振，这些不希望有的模式导致在谐振频率处产生低的电压驻波比。2.2.9电长度（相位移）
用下列其中一种方法测量电长度：方法A：
管子插人图7电路或等效电路中。将信号发生器调到适当频率，将入射到开槽测量线两信号的幅度调至相等。找出驻波最小点。然后用相同机械长度（）的波导段代替管子。测出驻波最小点位置变化△。则电长度为1+2A1。8号
方法B：
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管子插入图6电路中，管子之后的匹配负载用接在管子输出法兰盘上的金属短路板代替。将信号发生器调至参考频率，并调短路活塞，使检波输出最小。然后用相同机械长度的波导段（1）（其输出端短路）来代替管子。测出检波输出最小时可调短路活塞位置变化△。管子的长度为+△。2.3高电平射频测量
2.3。1着火时间（A.T.R管和无引燃极管子）该测量是在存放期之后和在其他任何高功率测量之前进行的。测量系统包括测试管子用的管座，并适当地按图8所示连接。在管座上用短路器代替管子，将射频功率调到规定数值。然后取出短路器插人管子。测量加上射频功率后使管子着火所需的时间间隔就是着火时间。
2.3.2电弧损耗
管子插入图8所示电路中。将射频功率调到所需电平，记下传送功率Pt。然后用规定的短路器代替管子，再记下传送功率Ps。以dB表示的电孤损耗为
1010gP
2.3.3高电平电压驻波比
管子插人图9所示电路中。将主线中射频功率调到需要电平，直接测量管子前面的电压驻波比。
2.3.4漏过功率的测量
（a）总漏过功率
管了接人图10所示电路中。主线中射频功率调到所需电平，用匹配功率计测量漏过功率。为了便于这种测量，认为漏过脉冲大概是矩形的，并具有与射频脉冲相同的脉冲宽度。总漏过功率可按下式计算：总漏过功率=
总漏过功率以W表示。
平均漏过功率（W）
脉冲重覆频率×射频脉冲宽度
（b）低电平下漏过功率的最大值管子接入图11的电路中。把工作条件调至要求的指标。从低电平开始，然后将功率上升到较高电平。记下指示出漏过功率的最大值。2.3.5恢复时间
（a）方法A衰减法
（1）使用脉冲探测信号：
管子按图12所示连接。将管子调到参考频率，并调节引燃极电流。将低功率信号发生器调到参考频率，其输出通过适当的辆合装置输至主传输线。通过管子传9*
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送的功率被放大，并输至适当的示被器的垂直偏转板上，而水平扫描用发射机调制器同步。
因为低电平信号在时间上对发射脉冲是变化的在监视器上可以观测低电平信号幅度的变化。对在射频高电平脉冲之后延迟时间是脉冲重覆时间这样大的一部分时（可以认为管子完全恢复到发射脉冲之前存在的状态）所得到的低电平的幅度进行衰减比较。
此外，发射机调制器触发电路使用固定延迟，低电平信号能出现在发射机脉冲之前。
恢复时间是从发射脉冲后沿到低电平脉冲前沿进行测量的。也可方便地从测得发射脉冲前沿的时间延迟，减去发射脉冲宽度得出。时间的测量可用校准的可调延迟或者在监视器的时间基线上登加适当频率的信号来进行。注意事项：
因为放大器的频率响应会改变低电平脉冲波形，脉冲幅度的测应在低电平模拟脉冲中心进行。
应注意保证射频漏过功率不使放大器饱和，也不致由于放大器电路的恢复时间而导致恢复时间测量的可能误差。应注意避免放大器电路中的瞬变现象。（2）使用连续波探测信号
按方法（1）进行，但用连续波信号代替低电平脉冲调制信号。因为这样做对短恢复时间的管子特别有利，恢复特性可直接显示在示波器上。注意事项：
需要适当的衰减，以防止检波晶体烧毁。如果T.R管使用在前置T.R管之后，两者应良好匹配。如果负载不可调，管子间可使用吸收衰减器。应注意保证T。R管恢复特性不影响前置T。R管恢复时间的测量。2.3.6衰减特性（微波衰减器）
管子装人传输系统中，在匹配的连续波发生器（或方波调制信号发生器）和接有匹配检波器的校准衰减器之间。检波器输出被放大，并通过校准衰减器到指示器。将信号发生器调至参考频率，射频衰减放在最大衰减处，记下传输功率。然后调节衰减器，使电极电流调在所需数值，再调节校准衰减器，直到输出指示回到原来数值为止。
测量结果就是衰减器电极电流引起的信号衰减，它等于衰减器读数的变化。通常以dB表示。
2.3.7短路位置
（。）方法A：
测试设备按图18所示连接。当管子用规定的短路器代替时，采用低功率源，*10*
调节可调短路活塞的位置给出最小反射功率。然后将管子插人魔T的一臂。使射频信号源的输出功率调到规定数值。然后将校准的可变短路活寒调节到主传输线中给出最小反射功率，这由功率输出检波器中的最小指示出来，然后再用规定的短路器代替管子，并且重新调节短路活塞使反射功率最小。短路活塞读数差值就相当于规定的短路参考面和已着火管子产生的有效短路之间的距离。（b）方法B：
所用装置如图14所示，将主线的射频功率调到规定值，并且确定在规定路器之前的电压驻波最小点的位置。然后用一端接有匹配负载的管子代替规定的短路器，测量电压驻波最小点位置的移动。注意事项：
必须注意保证管子的位置和规定的短路板位置两者都不引起振荡器显著的失配失谐。
2。3.8着火功率
管子接人图8所示的电路中，并工作在规定的条件下。入射到管子的射频功率从较低电平上升到管子着火为止。管子着火由负载前面的功率检波器指示的功率迅速下降来指示。测量出刚刚好引起管子着火的入射功率。这功率即为管子着，火功率。
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审联电阻
被测管
可谢到最街时间周期
外接电位计
引燃极电流和火时间测试的典型电路注：如果使用可变时间渊试，可省去计数电路（在AA点之间）。0.5MQ
被测管
微安表
接网燃圾
引燃极张弛测试典型电路
示波器
注：如果放大器用来使示被器荧光屏上给出满刻度偏转，系统在8dB点之间的带宽不应不小60Hz到500kHz，具有连接到10k0监视电阻上的一个10kQ输入电阻。并12
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