大功率微波功率源广泛用于各种微波装置中，例如电粒子加速器、广播电视、雷达、微波武器等等。目前世界上使用的大功率微波功率源一般是速调管和固态放大器。

速调管是上个世纪30年代发明的。40年代到60年代，在加速器、雷达、通信和电视广播等军用和民用微波电子系统的推动下，速调管取得了快速发展（丁耀根，《大功率速调管的理论与计算模拟》，国防工业出版社，2008）。受多种因素影响，我国目前尚不能生产出高质量的速调管功率源，很多大功率速调管不得不进口。

20世纪60年代至70年代，微波功率晶体管进入实用阶段，雷达发射机技术也取得了新的突破，全固态雷达发射机应运而生。二十世纪70年代末至80年代初，微波功率晶体管出现了新成员，即金属氧化物场效应晶体管和砷化镓场效应晶体管。前者运用在短波、VHF、UHF至S波段，后者工作频率可从L波段至Ka波段，实现了全固态雷达发射机从短波频率到毫米波波段的跨越。

全固态发射机常用的微波功率晶体管有两大类：一类为硅微波双极晶体管，工作频率从短波至S波段，在L波段及以下波段，单管功率为几百瓦，窄脉冲器件可达千瓦，S波段接近200W。另一类为场效应晶体管（FET），按其工艺、材料和工作频率的不同又分为两种：一种是金属氧化物半导体场效应管（MOSFET），早期的工作频率在500MHz以下，随着工艺的不断改进，工作频率也得以提高，现已接近S波段，功率电平可达300W。MOSFET目前在移动通讯基站中被广泛应用，其优点为：线性度好、增益高、效率高和热稳定性好。（邢靖，《C波段固态大功率放大器的理论研究与设计》，南京理工大学硕士学位论文，2008）。

与速调管等电子真空器件放大器相比较，固态放大器具有线性放大性好、工作温度低、工作电压低、寿命长、可靠性高、安装及维修方便等优点（周立鹏，A.  Facco，F.  Scarpa，固态微波放大器的开发，《原子能科学技术》2004.1，38卷）。长期以来，限制固态放大器取代传统大功率微波源的障碍是其输出功率。

2004年，阮倜在法国SOLEIL   同步光源完成了UHF（300～1000MHz）波段35kW固态放大器功率源，之后完成了180kW的固态放大器功率源。目前，我们研制成功的500MHz固态放大器的最高连续波输出功率达到300kW（见图2.11）。完全可以满足各种大功率微波设备的需求。

图2.11  300kW的固态放大器

自从阮倜研制成功大功率固态放大器并经过近几年的稳定运行后，大家发现：与速调管等电子真空器件放大器相比较，固态放大器具有线性放大性好、工作温度低、工作电压低、寿命长、可靠性高、安装及维修方便等优点。目前，大功率固态放大器已成为大型加速器功率源的首选，其市场超过100亿元。

固态放大器虽然已经大面积推广，在P~L波段价格比速调管略有优势，但其效率一般不超过70%。对于大功率用户，高效率和低成本是一直的追求。近年来，随着磁控管技术的突破，大功率磁控管由于效率可达80%以上。对于同样输出功率的磁控管、固态放大器和速调管，由于磁控管价格约是其它二者的三分之一，成为新一代大功率微波源的选择。安德信科技与南京三乐联合研制的1.5GHz、专门用于带电粒子加速器的CW磁控管，其可以做到大频带可调，1dB点功率超过13  kW（见图2.12）。未来的大功率微波将可能是磁控管。

图2.12  安德信科技与南京三乐电子研制的1.5GHz连续波13 kW磁控管