[发明专利]用于运行行波管模块的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行通信卫星的行波管模块的方法。

背景技术

在卫星中尤其使用行波管放大器（TWTA：行波管放大器（Travelling Wave Tube Amplifier））作为功率放大器，所述行波管放大器通常被实施为行波管模块。这些行波管模块包括尤其确定高频特性的行波管和产生用于行波管的供电电压的电源，并且可以附加地包括至卫星的遥测和/或远程命令接口以及控制装置。行波管模块可以通过前置放大器（也称作信道放大器）来补充，所述前置放大器也可以包含线性化装置。在该组合中，于是也谈及高频功率模块。

在行波管中高频信号通过以下方式来放大：引导电子束通过通常为螺旋形的导体，高频信号流过该导体。在此，在导体与电子束的合适的设计的情况下，可以将能量从电子束传输到高频信号上。

通常，将行波管设计为在饱和或接近饱和时运行。为了获得尽可能高的效率，此外使用具有多个收集器元件或者收集器级的多级收集器，其绝大部分地回收所消耗的电子束的剩余能量。在此，目标是：如此选择收集器级的电压，使得行波管在饱和的情况下获得最高可能的效率。在施加的高频输入信号时，阴极电流或多或少均匀地分布到不同的收集器级上并且因此导致功率损耗分布到所有收集器级上。

在静止运行下，当无操控地运行行波管时，电子束不发出能量并且因此完全射到最后的收集器级上。由此，总的功率损耗集中在收集器的最后的级上。为了在这种情况下将功率损耗限制到可接受的值，该级处的电压不可自由选择，并且可能必须被调整到比对于最佳效率所需的更低的值。在此发生：该级接近其热负载能力地被运行。

对此思考引入附加的收集器级，所述附加的收集器级允许在较低电压的情况下并且因此在无操控时较低的功率损耗的情况下运行最后的级，而在此不失去效率。然而，该附加的级使得电源和行波管更复杂并且因此更重和更昂贵。

发明内容

本发明的任务是，提供一种用于通信卫星的轻的和成本有利的行波管模块。

所述任务通过独立权利要求的主题解决。本发明的其他实施方式从从属权利要求和下面的描述中得出。

本发明的一个方面涉及一种用于运行通信卫星的行波管模块的方法。行波管模块可以包括行波管和用于操控行波管的控制装置。应理解，通信卫星可以具有多个行波管模块，所述多个行波管模块可以分别分配给卫星的信道。

根据本发明的一种实施方式，所述方法包括以下步骤：从卫星的天线接收高频信号；确定出应放大所述高频信号；当应放大所述高频信号时，将行波管的阴极电流提高到预先确定的运行值；并且借助所述行波管放大所述高频信号。换言之，可以使所述行波管在两种运行方式（静止运行和放大运行）之间转换，其方式是，使阴极电流适配于所述运行方式。

根据本发明的一种实施方式，所述方法替代地或附加地包括以下步骤：确定出不应放大高频信号；将所述阴极电流减小到预先确定的静止值。正如在从静止运行切换为放大运行的情况下提高阴极电流那样，可以在从放大运行切换为静止运行的情况下降低阴极电流。

通过这种方式，可以在两种运行方式中将行波管调整到最优的效率。也就是说，在静止运行中和在放大运行中阴极电流的高度是如此选择的，使得行波管始终具有最优的效率。

例如，在静止运行中为了调整输出功率而以如此程度减小阴极电流，使得功率损耗不超过可接受的值并且因此可以使收集器中的最后的收集器元件运行在热安全范围中。借此，最后的收集器元件的功率损耗通常可以被减小到50%。

即使当不再施加高频信号时不立即进行静止电流的减小，由于收集器的热时间常数而存在足够的时间以切换运行方式。

也可以仅当无操控、也即无要放大的高频信号的运行相应地长时间持续时才进行（或需要）运行方式的切换。

根据本发明的一种实施方式，将所述阴极电流减小到大于0的值。换言之，静止值可以大于0，例如以便加速随后到运行值上的提高。

为了能够适配行波管模块的输出功率，确定的设备允许通过远程命令接口减小该输出功率。在此，可以通过相应的远程命令以如此程度降低阴极电流直至达到所期望的输出电平。在行波管模块中已经存在的该功能也可以用于，将阴极电流从静止值转换到运行值，反之亦然。

根据本发明的一种实施方式，所述方法还包括以下步骤：通过所述卫星的天线接收远程命令：应放大所述高频信号。例如在地面站中产生所述远程命令并且从所述地面站向卫星发送。在地面站中可以确定：卫星什么时候应放大高频信号，例如当卫星用户已预订发送时间，或者当有用于发送高频信号的定单时。