真空電子技術
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真空電子技術(Vacuum Electronics)
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什麼是真空電子技術[1]
真空電子技術是指利用電子在真空中的運動及其與外電路的相互作用而產生振蕩、放大、混頻、受激輻射或成像等功能的技術。
真空電子技術的內容[2]
真空電子技術主要包括：
一、微波管技術
該技術是關於微波器件的製造技術和性能改進技術。它是一個系列技術群，主要包括；微波管原理設計技術、微波管結構設計技術、微波管加工工藝技術等。具體技術有：
微波管電腦輔助設計(CAD)技術。它是一整套從電子槍、聚焦到作用區大信號分析的設計與多級降壓收集技術。
色散成型技術。它是改進慢波微波器件的色散特性技術，使電子波的相速能在寬的頻帶內同步並完成寬頻帶放大。
電路漸變技術。它是提高線路間的互作用效率的技術，通過採用改變螺距的方法，來改變電路波的相速，使部分流出能量的電子與場再進行能量交換，並使之再保持同步：
二、寬頻大功率合成技術
寬頻大功率合成技術是用功率合成的方法，實現幾個或多個寬頻小功率到寬頻大功率聚焦的技術。由於熱容量的局限性，使單管超寬頻大輸出功率的性能難以完成，如6-18GHz的行波管，連續波輸出1000W就無法用單管來實現。
寬頻大功率合成的關鍵是相位與增益控制技術。如：通過寬頻大功率合成技術，用4只70W、2-8GHz的單管，得到了250W的合成連續波功率輸出；而Raytheon公司用8只最小輸出100W、5-18GHz的單管，經功率合成，得到近1000W的寬頻大功率輸出
三、真空微電子技術
真空微電子技術實質就是常規真空電子技術與大規模集成電路技術的綜合技術。它包括真空微電子器件工藝技術、真空微電子器件設計技術等。
真空電子器件的微小型和集成化技術。國外已設計出立式微三極體和橫式微三極體，其陰極、柵極和陽極構成的真空空間約為lpm。封裝密度達到2.5X107個發射件/cm2。如美國Utah大學在單晶石英和金剛石襯底上製作薄膜慢波結構，採用光刻、離子刻蝕技術獲得周期為181xm的慢波線，群件最大功率達100uW，最高振蕩頻率為1000GHz。
此外，還出現有毫米波分佈作用器件、真空微電子器件陣列、兆瓦級微波功率器件等。
真空電子技術的應用[2]
儘管其他電子器件得到飛速發展，但近20年間，真空電子器件仍是當代軍事電子裝備中不可缺少的關鍵器件。如海灣戰爭中，美軍使用的最先進、最關鍵的軍事裝備中都離不開真空電子群件。該技術的應用包括真空管顯示器件、各類微波管，微波功率模塊等。
一、真空管顯示器件
真空管顯示器件是以傳統陰極射線管(CRT)為主要產品的器件，它主要包括：戰況顯示器件，座艙顯示器件、頭盔顯示器件、情報顯示器件、模擬顯示器件和儀錶顯示器件等。
真空顯示器件發展的主要方向是：高亮度、高清晰度、高對比度、平面化、彩色化、大屏幕化，且具有體積小、重量輕、環境溫度範圍大，耐震動和衝擊、抗輻射等優點。
21世紀初的一段時間內，真空管顯示(CRT)器件與液晶顯示(LCD))器件、等離子顯示(PDP)器件、電致發光顯示(ELD)器件平分軍事電子市場，形成相互競爭又相互並存的局面。
二、微波管
微波管包括各類行波管÷速調管、正交場器件、相對論：陝波器件等。如：寬頻脈衝行波管、雙模或多模行波管、調相行波管等；多腔速調管、行波速調管等；脈衝磁控管、重人式分佈發射前向波放大管等；迴旋管、虛陰極振蕩器、迴旋自諧振腔塞等。
儘管有人預言：微波管將逐步讓位於固體器件，但實踐證明，這隻有在頻率較低、功率較小的應用領域才能出現，而在頻率較高、功率較大的應用領域里，微波管仍具有獨特作用，其他任何電子器件不可取代。
隨著軍事電子技術與信息技術的發展，微波管器件正處於歷史發展的新階段，其主要發展趨勢是：更高頻率、更大功率、更寬頻帶、更高效率、更輕重量和更高可靠性等。特別是相對論微波器件將逐步走向成熟，並將得到更廣泛的應用。
三、微波功率模塊
微波功率模塊(MPM)是真空電子器件技術與固態集成電路技術相結合的產物，它實現了真空電子器件的高峰值功率、高效率；和固態器件的體積小，重量輕、速度快的優點互補，具有極其優良的獨特性能，如高功率、高速度、寬頻帶、輕重量、小體積等，這是任何其他單一技術器件所不能得到的。
微波功率模塊可製成單個結構或陣列結構，如x波段微波功率模塊，可工作在6-18GHz，輔出功率100W，效率大於33％，增益大於50dB，雜訊繫數小於10dB，體積為150X100X80mm3。
、在雷達等軍事裝備中使用MPM模塊，可使發射單元在尺寸、重量和成本方面得到至少一個數量級的改進，而可靠性可得到較大提高。如：在雷達X波段的相控陣單元，採用100W的功率模塊，只需9100個模塊，效率可提高35％，發射機價格則下降一半。
據預測，在今後的20年間，MPM在軍事雷達、導彈、通信、空間系統、電子戰等多個領域中的需求量將急劇增加，粗略估計達106塊以上。
