GB T 9602-1988 连续波磁控管电性能测试方法.pdf

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1、UDC 621.385.64:621.317.3 L 37 GB 中华人民共和国国家标准连续波磁控管电性能测试方法Measuring methods of electrical properties of continuous wave magnetrons 050928071706 1988 -06 -29发布1989一03-01实施ai东标准局发布目次1测试条件. . Z电性能测试方法.2.1 阳极电压的测试方法. . . (2) 2.2 平均输出功率的测试方法. . . (2) 2.3 在失配负载下的最小平均输出功率的测试方法. . (4) 2.4在实际应用条件下的有用输出功率的测试方法

2、. . . . (4) 2.5 振荡频率的测试方法. . . (5) 2.6 频率牵引系数的测试方法.( 5) 2.7 失控的测试方法. . . (6) 2.8跳模的测试方法. . . . . (6) 2.9频率温度系数的测试方法._. . . (7) 2.10 频率推移系数的测试方法. (7) 2.11 减流电压的测试方法.( 8 ) 2.12 重新启动能力的测试方法. . .的2.13 放射稳定性的测试方法. .( 8 ) 2.14 工作特性的测试方法. . . _. . .( 9) 2.15 负载特性的测试方法. . . .( 9) 2.16 微波泄漏功率的测试方法. . . (0) 中

3、华人民共和国国家标准连续波磁控管电性能测试方法GB 9602 -88 Measurng methods of elec trcal properties of continuous wave magnetrons 本标准适用于连续波磁控管电性能的测试。1测试条件1. 1参考平面和参考点参考平面为输出连接器或搞合器的规定面。它与磁控管或有关配件为一整体。参考平面通常在外形图上给出。磁控管测试时，阳极电压应相对于参考点来量度。参考点按下表规定。1.2阴极和灯(热丝1. 2. 1阴极预热阴极类型间热式直热式加热电源交流或直流直流交流参考点阴极灯丝负端灯丝变压器次级中心抽头灯丝(灯丝变压器次级无中心抽

4、头时磁控管工作前，阴极应按规定的灯(热丝电压或灯热丝电流预热。预热时间不得小于规定值。以便获得稳定的电特性。磁控管加灯(热丝电压过程中，一般应保证灯(热丝冲击电流不大于规定值。对于采用了特殊措施的灯热丝系统，可以允许灯(热)丝快速接通。预热时，灯(热)丝电压变化不应超过额定值的:t5%或灯(热丝电流变化不应超过额定值的:t3%。1.2.2工作状态下的灯(热)丝电压或灯(热)丝电流磁控管工作时，应按规定的加热规范调整灯(热丝电压或灯(热)丝电流。灯(热丝电压变化不应超过规定值的土5%或灯热丝电流变化不应超过规定值的土3%。注2直热式阴极的灯丝功率比阳极输入功率小得多的磁控管，必要时可采用自动补偿

5、来保持阴极温度的稳定。.3阳极电压加到磁控管阳极上的电压，一般有三种形式:交流、整流无滤波和直流电压。,. 3. 1直流电压工作的磁控管，其高压电源的内阻应符合规定。且电压的波纹系数不应超过3%。1.3.2交流或整流无滤波电压工作的磁控管，其高压电源的开路电压的披、内阻及阳极电流峰值都应符合规定。1. 4磁场中华人民共和国电子工业部1988- 03 -09批准1989 -03-01实施l GB 9602-88 1. .c. 1包装式为避免磁场畸变和退缸，或磁场影响测量仪器精度，磁控管测试安装和放置应符合规定。1. .c. 2.非包装式磁铁极靴间的磁场应是均匀的，磕控管安装时应使阳极块与磁铁极靴

6、同轴。其阴极应靠近磁铁.北极(N极或符合产品标准规定。磁通密度应在两极间极轴中心处测量。若无其它规定，磁通密度的变化应在规定值的:t3%内。1. .c. 3电磁铁电源采用电磁铁产生磁场的磁控管，电磁铁的励磁形式和要求应在产品标准中规定。电磁铁的励磁形式一般采用下述三种方式:a .固定场电磁铁的线圈只用外部直流电源激励。b .串联场电磁铁的线圈与阳极回路串联，并通过阳极电流激励。c .组合场电磁铁的线圈用阳极电流及外部直流电源两者共同激励。1.5负载在输出端或输出参考平面以外的那一部分电路。1. 5. 1匹配负载电压驻波比为l的负载，但实际上采用电压驻波比稍大于1但又不超过规定值的失配负载。1.

7、 5. 2失配负载电压驻波比大于1的负载。1. 6 冷却玲却应使磁控管上指定点的温度不得超过规定值。未规定指定点时应在阳极块外表面最高温度处测量，且不应超过125C。温度测量必须在达到热平衡后进行。1.7其它1. 7. 1除另有规定外，测试电性能时都应在磁控管工作稳定后进行。1. 7. 2测量仪表、仪器的精度除特别指明外，均应符合产品标准要求。1.7. 3电掠电压和频率的稳定性应符合要求。1.7. 4正常的测试大气条件为=温度15-350C，相对湿度45-75%，气压86-106kPao1. 7. 5当存在外界电磁场干扰和影响时，应采取屏蔽措施。2电性能的测试方法电性能的测试条件应符合本标准1

8、剧试条件。2. 1阳极电压的测试方法2. 1. 1定义阳极电压是指阳极和参考点之间的电压。2. 1. 2测试方法在产品标准中规定的各极电压和试验条件下测量阳极电压。2. 1. 3注意事项2. 1. 3. 1产品标准中应明确规定测试电压的特性，如峰值电压、整流电压、有效电压、直流电压等。2. 1. 3. 2当通过改变阳极电压变压器输入端的电压来调整阳极电压时，-如果古工作条件下预先校准的输入端电压和对应的阳极电压关系是有效的，那么，产品标准可规定阳极电压在变压器输入端测试。2.2平均输出功率的测试方法2. 2. 1定义平均输出功率是指磁控管在规定条件下工作时，通过参考平面输出的微披功率的平均值。

9、2 GB 9602-88 2. 2. 2测试方框图图i图22.2. 3测试方法2. 2. 3. 1量热计法a .测试方框图如图1。b .测量流出和流入被体的温度和质量流量。c .当液体作为负载或液体冷却负载时，用下述公式计算:Po =c (12-(1) qm . (1) 式中:PO-平均输出功率，W; C一一液体的比热容，J / (kg C); h一一流入的液体温度，C; t2一一流出的液体温度，C; qm一一摄体的质量流量，kg /s。2.2. 3.2辐射热测量计法a.测试方框图如图2。b .校准辐射热测量计的平衡电桥，再输入微波功卒，读出指示值，求出平均输出功率。2. 2. 4注意事项2.

10、 2.4. 1量热计法a .液体的进出温差应适当选择。b .测试系统应尽量避免微波损耗和热损耗。2. 2. 4. 2辐射热测量计法a .如果功率测量装置是可调的，应在磁控管和仪器之间接入隔离器、定向稿合器或哀减器。以防止调谐引起频率牵引或负载电路反射系数的变化。b .最好采用自动平衡电桥，以避免电阻变化而造成的驻波对其它测试的影响。c .辐射热泪l匮计(包括测试座)应按照标准功率进行校准，以消除辐射热测量讨t包括测试座)的热损耗、温度分布不均匀等引起的误差。注:1)或哀减器、隔离元件。3 GB 9602-88 d.走向辑合器和其它衰减元件必须与测试座匹配下进行校准，并且使用时应保持相同的条件。

11、e .辐射热测量计的热惰性较大，对快速的功率波动是不灵敏的。2. 3在失配负载下的最小平均输出功率的测试方法2.3. 1定义在失配负载下的最小平均输出功率是指失配负载为规定的电压驻披比且相位在最小输出功率时的平均输出功率.2. 3. 2测试方框囡功率测量装置固3图4图52. 3. 3测试方法a .测试方框图选取图3-图5中的一种。b.磁控管在输出最大功率的相位上，按规定的条件工作。c .改变失配负载的相位，使磁控管输出功率为最小。d.测量噩控管的平均输出功率。2.3. 4注意事项a.测试过程中不应人为地再调整磁控管的阳极电压和阳极电流。b .在变化失配负载相位的过程中，失配负载电压驻波比的变化

12、不应超过规定范围。2. 4在实际应用条件下的有用输出功率的测试方法2.4. 1定义在实际应用条件下的有用输出功率是指磁挂管在实际应用条件下，电介质所吸收的微波功率值。2. 4. 2测试方法2. 4. 2. 1方法l将装有规定量清水的规定容器放在如热箱的指定位置上。当磁控管在规定条件下工作规定时间后，测出水的温升，用下述公式计算有用输出功率zp=祉71(24 GB 9602 - 88 式中:p一一有用输出功率，W;tJ.t一一水的温升，C j y一一规定容器里水的体积，唱LjI一一磁控管工作持续时间，min。2.4.2.2方法2将方法l中的规定容器用一个具有规定流速的规定水负载代替，按量热计法(

13、2.2.3.1)测量有用输出功率。2. 4. 3注意事项水的温升应选择适当，使蒸汽损耗不致于影响测试结果。2. 5振荡频率的测试方法2.5. 1定义振荡频率是指磁控管在规定条件下工作时的频率值。2.5.2测试方框图图62. 5. 3测试方法a.测试方框图如图6。b.磁控管工作稳定后，用频率指示器测量振荡频率。2.5.4注意事项a.波长和频率的换算公式如:c J=X 10-6. (3) 式中:J一一振荡频率，MHz; A一一振荡波长，mj c一一光速，取2.998X 108 m/s。b .若产品标准中无另行规定，频率指示器的精度一般不低于0.05%。2.6频率牵引系数的测试方法2.6. 1定义频

14、率牵引系数是指失配负载为规定值，负载的相位从oOjU360。变化时产生的振荡频率最大变化量。2.6.2方框图可移相失配负戴图7注:1)通用的频率指示器有频谱仪、电子频率计数器和空腔谐振波长计等。5 GB 9602 -88 图8图92.6.3测试方法a .测试方框图选取图7-图9中的一种。b .磁控管在输出最大功率的相位上，按规定条件工作，当失配负载的相位从o0 _ 3600变化时，测量振荡频率的最大值和最小值，求出最大变化量。2.6.4注意事项a.负载相位变化过程中，失配负载电压驻波比的变化不应超过规定值。b .负载相位的变化速度应足够快，以减小温度对频率的影响。c .负载应靠近被测磁控管，以

15、便消除长线效应。d .测试过程中，不应人为地再调整磁控管的工作条件。e .频率指示器应能测出瞬时频率值，并且有足够精度。2. 7失控的测试方法2.7. 1定义失控是指在预定的工作条件下，磁控管因本身固有的热效应引起效率降低，使阳极电流在固定阳极电压或降低阳极电压时产生不可控的增加。2. 7.2测试方法a.测试方框图选取图3-图5中的一种。b .磁控管在输出最大功率的相位上，按规定条件工作。c .改变失配负载相位，使磁控管输出功卒为最小。d .在规定时间内，观察磁控管阳极电流、输出功率的变化，以便确定是否有失控现象。2.7.3注意事项a .负载相位变化过程中，失配负载电压驻波比的变化不应超过规定

16、值。b .测试过程中，不应人为地再调整磁控管的工作条件。c .不能将阳极电流随负载相位变化而变化的正常现象误认为失控。2.8跳模的测试方法2.8. 1定义GB 9602-88 跳模是指磁控管工作模式发生改变，从一个模式跳变到另一个模式的现象。2.8.2测试方法a .测试方框图如图3-图5。b .磁控管在输出最大功率的相位上，按规定的条件工作。c .失配负载的相位在0-360度之间按规定周期变化时，在规定的时间内观察阳极电流、阳极电压、输出功率的变化。d .若无跳模时，在输出功率最大相位上保持磁控管阳梳电压最小，在规定时间内观察阳极电压、阳极电流和输出功率的变化。2.8.3注意事项a .负载相位

17、变化过程中，失配负载电压驻波比的变化应保持在规定范围内。b .测试过程中，不应人为地再调整磁控管的工作条件。c .不能将阳极电压、阳极电流、输出功率随负载相位周期变化而变化的正常现象误认为跳模。2.9频率温度系数的测试方法2.9. 1定义频率温度系数是指振荡频率的变化量除以管体规定点上测得的引起该变化的温度变化量所得的商。2.9.2测试方框图图102.9.3测试方法a .测试方框图如图10。b.磁控管按规定条件工作，测出振荡频率I1及管体规定点上的温度t1。c .管体规定点上的温度升至规定值t2 ，再测出振荡频率li。d .按下述公式计算频率温度系数:的=辛天一( 4 ) 式中:的一一频率温度

18、系数，MHztC; t I、t2一一管体规定点上所剧的不同温度，C; fi、h一一管体规定点上温度为tI、h时对应的振荡频率，MHz。2.9. 4注意事项a .改变管体温度的方法可以从下述方法中选择一种或是几种方法的适当组合:改变环境温度;改变冷却剂的流速;改变注冷却剂的温度。b.测试过程中，应保持阳极电流和磁场不变。c .通常温升为30C。2. 10频率推移系数的测试方法2. 10. 1定义7 GB 9602-88 频率推移系数是指振荡频率的最大变化量除以导致该变化的阳极电流的变化量所得的商。Z. 10.2测试方框图申-1lEfA!: I 图112. 10.3测试方法a .测试方框图如图11

19、0b.鉴频器的频率输出接至示波器的一个轴上，并应将阳极电流调制讯号加到示波器的另一轴上来校准，以便能观察全部电流值上的瞬时频率。c .磁控管在规定的工作条件下，围绕着工作点，周期性地改变阳极电流。测出规定阳极电流变化范围内，磁控管振荡频率的最大变化量。d.按下述公式计算频率推移系数:1. =岔(5 ) 式中:df/dl.-频率推移系数，MHz/A; llf-磁控管振荡频率的最大变化量，MHz; lll.-一阳极电流的变化量，A。2. 10.4注意事项a .阳极电流应平滑地重复调制，其调制的速度应足够快，使温度对频率的影响忽略不计。b .鉴频器需要有足够的分辨率，以便分辨出所预期的频率差。2.

20、11减流电压的测试方法2. 11. 1定义减流电压是指磁控管的阳极电流为额定阳极电流某一规定百分数时的阳极电压。2. 11. 2测试方法从零起逐渐增加阳极电压直至达到规定阳极电流时止，测出阳极电压。2. 11.3注意事项a .测试时，灯(热丝电压或电流应调到规定值上。b .规定阳极电流一般为额定阳极电流的5-10%。2. 12重新启动能力的测试方法2. 1 2. 1定义重新启动能力是指电惊电压切断足够长时间，以致阴极完全冷却后，按原来启动程序和条件重新启动时，磁控管重新建立其原有阳极电流或输出功率的能力。2.12.2测试方法磁控管在规定条件下工作稳定后，将高压及灯(热)丝电源断开。当磁控管在冷

21、态下达到平衡后，再按规定程序接通全部电由、电压。检查阳极电流能否在规定时间内达到原来稳定值的规定百分比。2. : 3放射稳定性的测试方法GB 9602 - 88 一2. 13. 1定义放射稳定性是指灯(热)丝如热功率降低时，磁控管继续在所需模式上振荡的能力c2. 13. 2测试方法a .磁控管在规定的条件下工作，测出输出功率、阳极电流或振荡频率。b .按规定量降低灯(热)丝功率后，按规定的时间间隔测出输出功率、阳极电流或iLf毛，频率。c .用输出功率、阳极电流振荡频率的变化量来度量煎射稳定性。2. 14工作特性的测试方法2. 14 . 1定义工作特性是指磁控管在给定参考相位和匹配负载条件下，

22、磁场、阳极电压、阳极电流、振荡频率、输出功率、效率之间相互关系的特性。2.14.2测试方框图图122.14.3测试方法a .测试方框图如图12。b .根据具体条件选定磁控管的工作范围。C.改变磁通密度，在各指定磁通密度下测出不同阳极电流下的阳极电压和所对应的振荡频率、输出功率，并计算出各对应点的效率。d .在座标纸上绘出等功率线、等频率线、等效率线及等磁场线，即得到工作特性曲线。2.14.4注意事项在整个测试过程中，管体温度应尽可能保持恒定。2.15负载特性的测试方法2. 15. 1定义负载特性是指当磁场和阳极电流恒定时磁控管振荡频率和输出功率随负载变化的特性。2. 15. 2测试方框图移相可

23、变失配负载图13图149 GB 9602-88 i功率测量装直1图152. 15. 3测试方法a.测试方植图选取图13-图15中的一种。b.对可变失配负载寇度，并确定初始相位参考点。c .根据具体条件选定磁控管的工作范围，在整个测试过程中保持阳极电流和磁场不变。d.把可变失配负载调至匹配状态，测试功率和频率。e.在各指定电压驻波比下，改变相位，测量不同相位点上的功率和频率。r .在阻抗圆图上绘出等功率线和等频率线，!P得到负载特性曲线。2. 15.4注意事项在整个测试过程中，管体的温度应尽可能保持恒寇。2. 16微波泄漏功率的测试方法2. 16. 1定义微波泄漏功率是指磁控管阴极引线处，灯(热

24、)丝引线处、磁控管和稿合腔的连接处或无稿合腔磁控管的法兰连接处泄漏出来的微波功率。通常用功率密度(mW/cm2)来表示。2. 16. 2测试方框图E豆子一一图162. 16. 3测试方法a.测试方框图如图16。b.校准泄漏功率测量装置。c .磁控管按规定的条件工作。d .在离磁控管中心规定的等距离的球面上用泄漏功率测量探头测量微波世漏功率密度，其最大值即为微波泄漏功率。2. 16. 4注意事项a.在每一点测量泄漏功率时，都应旋转探头使仪表指示最大，即为该点的泄情功率。b.当工作条件如某种低频调制使仪表指示漂动或起伏时，通常取最大值与最小值的平均值为世漏功率值。c .应该考虑到操作者、仪器及环境对测量的影响。附加说明:本标准由电子工业部标准化研究所、南京电子管厂负责起草。10 |lNO。白。中华人民共和国国家标准连续波磁控管电性能测试方法GB 9602-88 中国电子工业出版社出版(北京万寿路27号)中国电子技术标准化研究所印刷中国电子技术标准化研究所发行版权专用不得翻印. . 11 印张:一字数:21千字16 1990年2月第一次印刷定价:1.10元开本:880 x 1230 1/16 1990年2月第一版印数:1 -1500册 ISBN 7 -5053一0816一5/TB 32