回旋加速器高频(RF)系统中采用的功率放大器类型主要有固态电路和真空管两种[1]。前者采用双极型晶体管或者场效应管作为放大元件，多级并联实现较高功率传输，具有高稳定性、高可靠性等优点，但其工作频率容易受到限制。真空管主要有四极管和束调管两种，利用电场对真空中电子流的作用获得信号放大，真空电子管造价低、承受负载的能力强，允许负载在较大的范围变化，可以不使用环流器，线性度也优于普通的晶体管，适合于大功率的应用场合，但也具有体积大、功耗大、寿命短、需要高压电源和较大的推动功率等缺点。
   华中科技大学电气学院研发的CYCHU-10高频系统,中心频率为101 MHz，其功率放大器的输出功率为10 kW,考虑到固态放大电路的频率以及负载能力的限制，这里采用四极管作为末级放大电路。
　   本文参考数据手册，选用适当的经验公式为四极管建模，在得到与厂家测试数据一致的仿真结果后，调整其工作状态，得到实际应用中的特性曲线。然后在此模型的基础上，添加输入和输出匹配网络，建立完整的四极管功放电路模型，并仿真分析出有信号激励下的输出波形。
    1 四极管建模
    1.1 四极管简介
   首先被用于无线电通讯领域中的是三极电子管。尽管三极电子管发明后，使无线电通讯、广播等产生了质的飞跃，但其性能有诸多不足之处：首先是栅极和阳极之间存在着较大的过渡电容，用于高频放大时，将产生自激；其次是其放大倍数很难达到100倍以上。
    四极管[2]就是在三极管中的板极（或阳极）和栅极之间引入屏栅极，加恒定的正电位，并以较大的电容与阴极相连，使其在高频时处于阴极电位，保证完善的屏蔽作用。根据屏栅极的作用，帮助电子流加速飞向阳极，其必然带有正极性电压，为了使其尽量少吸收电子，只对电子流加速，一般屏栅极电压都低于阳极电压。典型四极管示意图如图1所示。

    阳极电流以非线性的方式受控于栅极电压，相对于阴极来说，栅极处于负电压以防止其吸收电子带来热耗散。按照电子管在电路中的接法，可以分为共阴极和共栅极两种，其输入输出回路采用分布参数的谐振腔，起到选频的作用。阳极的散热方式常选用水冷或者风冷。其工作方式也分为甲类、乙类和丙类。
    1.2 四极管参数选取
   高频系统的电子管末级功放选用Eimac公司生产的水冷四极管101 M，工作方式为甲乙类（接近乙类），采用阴地接法，要求最高可输出10 kW的连续波。
　　综合比较后，选取以下经验公式[3]建立四极管模型：

    2.3 四极管模型仿真
　 根据上节所得到的各个参数，建立仿真模型的简图，如图3所示。

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