本文介紹了小型化寬帶行波管可靠性壽命試驗(yàn)情況。通過對初始總樣本為8支的行波管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室長時間同時工作，進(jìn)行累計工作時間10000h的定時結(jié)尾試驗(yàn)，未出現(xiàn)失效情況。完成定時結(jié)尾試驗(yàn)后抽取其中4支行波管繼續(xù)試驗(yàn)，目標(biāo)是行波管全部壽命終止，目前累積試驗(yàn)時間30530h;通過數(shù)據(jù)分析的方式對該行波管的平均無故障工作時間進(jìn)行了預(yù)測。

　　隨著近年來半導(dǎo)體微波/毫米波器件的發(fā)展，對行波管的市場占有產(chǎn)生了巨大影響，但隨著整機(jī)系統(tǒng)向高頻率、高功率、高效率、高可靠性方向的發(fā)展，行波管依然能較好地滿足整機(jī)的新要求，因而仍然是一種重要的不可替代的微波器件。小型化寬帶行波管是行波管技術(shù)發(fā)展新的代表產(chǎn)品，具有工作頻帶寬、效率高、輸出功率密度高等特點(diǎn)，整機(jī)需求量大。

　　行波管是一種由多至數(shù)百個零件組合在一起的集成微波器件，制造工藝復(fù)雜，應(yīng)用環(huán)境惡劣，真空技術(shù)網(wǎng)(http://bjjyhsfdc.com/)認(rèn)為故引起行波管故障的因素較多。整機(jī)中對小型化寬帶行波管一般的可靠性要求為“平均無故障工作時間(MTBF)大于5000h”。

　　小型化寬帶行波管研制成功已達(dá)5年以上，隨著行波管生產(chǎn)工藝的不斷進(jìn)步，行波管成品率保持在一個較高的水平，但專門針對其可靠性的試驗(yàn)研究尚屬空白，缺乏可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，影響了整機(jī)單位使用行波管的信心。因此在這種情況下，針對小型化寬帶行波管進(jìn)行可靠性試驗(yàn)研究更具有現(xiàn)實(shí)意義。

1、可靠性試驗(yàn)原理

　　1.1、試驗(yàn)方案介紹

　　試驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場數(shù)據(jù)是兩類不同的可以獲得的數(shù)據(jù)形式。試驗(yàn)數(shù)據(jù)是指在試驗(yàn)室的條件下進(jìn)行的試驗(yàn)，現(xiàn)場數(shù)據(jù)是在行波管投入使用之后所獲得的數(shù)據(jù)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)的可靠性能夠得到保障，缺點(diǎn)是樣本小，發(fā)生故障的數(shù)據(jù)量更小，而且需要的投入比較大。現(xiàn)場數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是可以獲得大量的故障數(shù)據(jù)，缺點(diǎn)是這些故障數(shù)據(jù)本身的可靠性得不到保障。

　　由于小型化行波管在整機(jī)中使用的故障數(shù)據(jù)較難獲得，因此本次可靠性試驗(yàn)在試驗(yàn)室條件下進(jìn)行，對獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)估MTBF。本次試驗(yàn)中所采用的行波管為三級降壓收集極的小型化、高效率中功率行波管，陰極負(fù)荷2.6A/cm2，陰極工作溫度1050℃。行波管在試驗(yàn)前均經(jīng)過力和熱環(huán)境試驗(yàn)篩選，篩選試驗(yàn)溫度為-55℃～+85℃。

　　由于寬帶行波管輸出功率最大頻點(diǎn)往往在低端，并伴隨較大的動態(tài)螺流，是工作頻帶內(nèi)最易產(chǎn)生故障的頻點(diǎn)。因此本次試驗(yàn)通過將一定數(shù)量的行波管在螺流最大的低端某頻點(diǎn)連續(xù)波加電工作，利用放大器使每支行波管均工作在飽和狀態(tài)，并檢測行波管的功率輸出和螺流，采用風(fēng)冷底板對行波管散熱冷卻，底板溫度為60±5℃。

4、結(jié)論

　　本次試驗(yàn)針對某小型化寬帶行波管進(jìn)行了可靠性試驗(yàn)研究，通過可靠性數(shù)據(jù)統(tǒng)計對該行波管的MTBF進(jìn)行了預(yù)估，在60%置信度下該小型化行波管MTBF預(yù)計為33320h，在99.89%置信度下該小型化行波管的MTBF為5000h。

　　本次試驗(yàn)是國內(nèi)首次針對小型化寬帶行波管的可靠性試驗(yàn)驗(yàn)證，對于小型化寬帶行波管的推廣應(yīng)用具有相當(dāng)大的實(shí)際意義，截止目前為止的累積試驗(yàn)時間達(dá)30530h。雖然受到條件和設(shè)備限制，本次試驗(yàn)的行波管樣本數(shù)量不多，但積累了大量有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，整個試驗(yàn)方法可行有效，試驗(yàn)過程嚴(yán)謹(jǐn)可控，隨著試驗(yàn)中行波管無故障工作時間的繼續(xù)累積，所得到MTBF預(yù)估值愈趨向于真實(shí)值。因此本次試驗(yàn)將繼續(xù)進(jìn)行，以期得到更加精確的MTBF預(yù)估值。