工作原理

在速调管中，为了获得更大的功率，在不过高提高工作电压，有利于实际应用的前提下，就必须提高工作电流，从而使电子枪流系数增大，随着导流系数的增加，速调管的效率将迅速下降；另外，为了拓宽速调管的工作带宽，要求电子注的阻抗低，即采用大电流、低电压电子枪，其结果又增大了电子注导流系数，这显然又与效率相矛盾。

这种功率和带宽与效率冲突的困难，在多注速调管中得到了较好的克服。多注速调管，是指在一个速调管内，同时存在多个电子注（一般为7个~30个），它们共用各个谐振腔，包括输入、输出腔，但每个注都有各自的漂移管。为了有足够高的整管效率，每个注的导流系数都较小，比单注速调管中电子注的导流系数还小，但由于电子注数量多，因此总的导流系数可以很高。这样不但有利于带宽的展宽，而且工作电压也很低。

典型特点

图1-1工作在谐振腔基模的多注调速管结构图

图1-1给出了一个谐振腔工作在基模式的多注速调管的结构示意图。由于每个电子注导流系数低、电流小，所以易聚焦、群聚，而其输出功率则由所有电子注交给高频场的功率相加形成。这类结构的管子不仅工作电压低，在不少情况下还能显著增加管子的宽度。

如果需要进一步提高多注速调管的功率，则可以利用高次模式工作的谐振腔，因为高次模式谐振腔尺寸大，允许提高工作电流，获得高的脉冲和平均功率输出。

对于峰值功率为百千瓦级、平均功率为千瓦至十千瓦级的厘米波段的速调管，选用多注速调管具有明显优势，其带宽远高于单注速调管；但由于多注速调管结构复杂、阴极负荷重，效率和寿命一般也不如单注管，因此，在功率达到兆瓦量级的高峰值功率速调管中，一般会选用单注管而不用多注管。

主要应用领域

雷达

速调管主要的应用领域是雷达，可以说，在雷达工作的所有频段上都有速调管的参与。

为了满足雷达为抗干扰而提出的宽频带的要求，速调管采用了各种拓宽带宽的技术，比如参差调谐技术可使带宽达到10%（Pp>10MW时），而分布互作用速调管，在兆瓦级功率电平上，更可以达到10%~12%的带宽；而中、小功率多注速调管因其工作电压低、体积小、重量轻和可靠性高，而在弹载、机载雷达中得到了广泛应用；速调管因其高增益（50dB~60dB）的特点，也在航管、气象、深空探测和微波遥感等民用雷达中得到广泛应用。

电视、广播和通信

电视、广播和通信是速调管的另一个重要应用领域。电视、广播用速调管工作频率低，一般为P波段，输出功率为10kW~30kW，为了减少体积和调谐方便，多选用外腔式调谐，调谐范围宽；通信也是速调管广泛应用的一个方面，卫星通信速调管工作波段为S、C和Ku波段，连续波功率为1kW~5kW；散射通信用速调管的工作频率为1GHz~2GHz，输出功率为1kW~10kW，若为4GHz~5GHz，则功率为0.1kW~2kW。

加速器

由于速调管的高峰值功率特性，使其在加速器上的应用具有绝对优势。高能物理和基本粒子研究用加速器所用速调管有两类：一类是电子直线加速器、电子同步辐射加速器和正、负电子多撞机用的速调管，工作在S波段和X波段，峰值功率要求几十兆瓦至几百兆瓦。正在建设中的欧洲超级正、负电子对撞机，要求用10GHz~16GHz、峰值功率大于100MW的超高功率速调管；另一类速调管用于自由电子激光、超导加速器、质子加速器和正负电子储存环，工作频率为100MHz~1300MHz，长脉冲或连续波工作，连续波功率的典型值为60kW~180kW，脉冲工作的速调管平均功率已达1MW。

民用加速器如医用治疗加速器、工业探伤加速器、海关集装箱检测和辐照用加速器，都要用速调管作为粒子加速的驱动源，功率从几兆瓦至几十兆瓦，工作频率为2856MHz，或者2998MHz；在可控核聚变实验研究中，速调管又可作为等离子体低混杂波微波加热的源，要求峰值功率几百千瓦至几兆瓦，脉宽几百毫秒至几十秒，工作频率为1GHz~4GHz。

提高输出功率、展宽带宽和向更高频率拓展，是速调管发展的主要方向。为了增加输出功率，环状电子注速调管、带状电子注速调管和多注速调管是可供选择的发展途径，这些新型器件都可以增大阴极发射面积而不增加阴极发射电流密度，以获得高的功率输出。

用于军事电子装备的速调管，展宽工作带宽是其发展的主要目标，以适应抗干扰的要求。而在发展新一代超高能加速器和聚变等离子体加热源时，对速调管的峰值功率和平均功率提出了更高的要求，在X波段要求峰值功率为100MW，S波段为150MW；而平均功率在P波段也要求达到1.2MW，S波段也应达到MW量级。