1发展环境
1．1国际环境
据美国研究部门保守估计，到2030年，现有的军事装备系统中的80%仍然使用微波大功率真空器件。美国国防部电子器件咨询小组的研究报告《微波管：国家安全的忧虑》中曾指出：半导体器件已接近其材料的极限，而真空电子器件频率和功率增长的潜力确实显而易见。其2002年解密的“射频真空电子器件发展战略”报告认为：大功率电真空器件在未来30～50a中仍然是军事电子装备的核心器件。
1.2国内环境
我国是全球最大的电子信息产品制造基地。公司微波电真空器件产业具有行波管、磁控管、速调管、前向波管、充气微波开关管等科研生产线。产品广泛应用于雷达、导弹、电子对抗、情报侦察、空间测控等领域，用户遍及海、陆、空、天，在一大批国家重大项目中发挥了重要作用，为我国国防重点工程和重要军事电子武器系统建设做出了巨大贡献。
1.3产业政策
按照国家自主可控发展目标，真空电子器件作为关键电子元器件，得到了国家和地方政府高度重视，相关项目已被列入“核高基”和其它多个专项。公司真空电子器件产业的新品科研和技术改造项目已多批次获得政府财政资金支持。
2发展战略
与国外及国内同行业研究所相比，笔者公司在宽带连续波行波管、机载大功率螺旋线行波管、高功率多注速调管和回旋管研制等方面具有明显差距。公司全面贯彻发展规划纲要，坚持转型发展、创新发展和跨越发展不动摇，突出发展真空电子器件核心产业。以科技创新为驱动，进一步突破关键技术、关键工艺和关键环节，抢占价值链最高端。进一步优化真空电子器件产品结构，实现产品升级；以产业政策和市场需求为导向，积极运作大项目、大市场，整合社会资源，突出顶层设计和系统集成，迅速做大做强产业。将公司建设成为中国真空电子器件领域技术领先、保障有力的主供应商企业。
3发展方向
未来战争的特点和目的，是实现对敌方进行快速、精确和隐蔽的打击，同时，配合强大的电磁干扰，使对方的各种探测手段失效。为适应高技术条件下未来战争的要求，迫切需要雷达探测技术不断发展，迫切需要新体制、多用途雷达发射机和关键电子元器件的发展和创新。笔者公司未来的微波真空电子器件技术的发展方向，主要集中在以下几个方面：高功率、高效率、高频率、超宽带、小型化、长脉宽、高可靠性、长寿命，以满足不同新型武器装备对器件的要求，如远距离雷达、通讯系统、卫星、制导系统的要求等。
3.1高功率
未来战争中，基于超大规模集成电路而发展起来的军事专用集成系统获得了广泛应用，使得通信、雷达、导航以及各种指挥、控制、识别、定位系统实现了灵巧化与智能化。军事电子系统对强电磁脉冲（雷电脉冲，核电脉冲和高功率微波）的防护能力大大降低。高功率微波器件的出现与发展，使雷达干扰机作战性能提升。高功率微波武器技术，是对装备发展带来重大影响的新兴技术之一，包括微波炸弹、主动拒止武器系统、电磁脉冲武器等。新的战争要求装备能进一步提高炮火防范能力、舰艇防御巡航导弹的能力、飞机的自我防卫能力、对敌方防空系统的压制能力、安全能力、防范核扩散的能力，以及指挥控制系统的破坏能力等。因此，发展短脉冲、高峰值功率真空管技术不仅可以提高雷达的性能，还能应用到高能电磁和HPM武器中。目前，国际上微波真空电子器件输出功率的提升速度发展迅猛。行波管最大平均功率早已超过数十千瓦；多注速调管的平均功率达到兆瓦级；回旋行波管的平均功率达到数十千瓦、带宽达到8GHz；分布作用速调管工作频率超过300GHz；现在正加强超大功率、太赫兹和集成真空器件的发展。随着雷达技术和新概念武器技术的发展，信息与作战综合电子系统已成为未来军用电子系统的重要发展方向之一，如雷达与电子对抗、雷达与微波武器、雷达与成像、雷达与制导等综合电子系统，未来的雷达将向多用途方向发展。高功率微波武器与雷达探测共用系统将成为关注的热点。笔者公司机载行波管平均功率已达6kW，需进一步提高功率量级。
3.2高效率
空间行波管是高效率典型代表产品，其特点是高可靠性、长寿命和高效率。随着多种不同功能卫星的高速发展，对空间行波管的数量和性能提出了越来越高的需求。在高频的Ku波段、Ka波段，甚至V波段，当功率量级上升到一定量级时，必须使用行波管放大器。随着多媒体应用的发展，对频率更高的Ka等频段新型卫星宽带通信系统的需求也越来越大，空间行波管必将向着Ka波段甚至更高频段发展，如何进一步提高其效率和小型化也是重要方向。笔者公司空间行波管效率已达60%以上；机载宽带行波管效率已达40%以上。
3．3高频率
目前，国内不同功率量级和不同工作模式状态下的高频率毫米波器件，已得到快速发展。高平均功率毫米波雷达作用距离远、方向性强、分辨率高、抗干扰与抗杂波能力强。可用于深空探测、弹道导弹防御系统中的预警、空间目标监视、低轨空间目标编目、精确定轨、跟踪近地卫星、修正卫星编目数据等，应用前景广阔。大功率毫米波雷达在航空、航天技术方面应用前景广阔，如深空探测、卫星编目、空间碎片数据收集、空间目标识别和成像、反导系统、载人航天的安全控制等方面，毫米波雷达具有不可替代的作用。这一切，都离不开高功率毫米波电真空器件的有力保障。笔者公司已研制出Ka波段脉冲行波管、K/Ka波段宽带连续波行波管和W波段20W连续波行波管，并已在开展220GHz器件的前沿基础研究工作。开发高功率、造价低、重量轻、体积小、实用型的真空电子学太赫兹器件是今后的发展趋势。
3.4超宽带
随着新型武器装备的进一步发展，武器装备的一体化和多功能设计显得尤为重要，舰载一体化、机载一体化雷达、通讯和电子战系统需要宽带大功率器件，需要用尽量少的器件覆盖更宽频带的频率范围。车载和地面相控阵雷达及其他武器装备都为MPM的发展提出了需求。笔者公司已具备超宽带器件批产能力（如2～6GHz、6～18GHz、18～40GHz），正进一步朝着更高倍频程方向发展。
3.5小型化和微波功率模块（MPM）小型化行波管是行波管发展的一个重要趋势，它不仅可以用于雷达、卫星、武器装备等，以达到装备小型化的目的，也可用于阵列天线和微波功率模块等，与固态微波放大器相比，具有更好的性能。微波功率模块是小型化行波管的一个重要应用领域。研制宽带、连续波同时可脉冲工作的微波功率模块，进行工程应用，可满足无人机SAR和机载指令发射机及相控阵雷达的需求。笔者公司几年前已开始与国内整机厂家合作研制MPM功率模块。下一步的发展方向是进一步提升效率，加大功率；扩展频带宽度并向更高频段发展。
3.6长脉宽
随着我国载人航天活动和空间技术的快速发展，需要关注的目标从中低轨卫星向小目标、同步轨道目标甚至月球轨道目标发展。深空探测雷达需求大功率超长脉冲发射机。需研制脉冲宽度1ms的超大功率发射机，满足新型深空探测雷达的需求。笔者公司正在进行脉冲宽度大于1ms超长脉宽新器件的研制。
3.7高可靠、长寿命
目前，国家对微波电真空器件在可靠性研究、关键工艺试验方面投资力度在逐步加大。公司通过强化可靠性设计、充分考虑设计裕量，强化可靠性过程管理，对阴极的制造、原材料的采购和工艺技术攻关等进行严格控制，提高了产品的可靠性，延长了产品的寿命。笔者公司已研制的空间行波管寿命能满足12a的寿命要求；大功率栅控耦合腔脉冲行波管能满足24h连续工作要求；大功率栅控宽带螺旋线行波管能满足2000h长寿命。近两年，笔者公司同时承担了国家数项可靠性质量工程研究项目。以上先进的长寿命制造技术可拓展应用于公司其他产品。
4结语
新型武器装备的不断发展和进步，必然要求微波真空电子器件向新方向发展。笔者公司微波真空电子器件经过几十年的研究，取得了长足进步，但与国际先进水平相比仍有一定差距，真空电子器件作为当代国防武器装备中关键的电子器件，仍需大力发展，将继续贯彻关键器件先行的发展战略，大力推动关键器件和有广泛应用前景新器件的发展。
作者:魏建新 单位:中国电子信息产业集团有限公司国营第七七二厂
