[发明专利]评估行波管寿命的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及器件可靠性测试技术领域，尤其涉及一种评估行波管寿命的方法及其装置。

背景技术

行波管是一种用于微波信号功率放大的电真空器件。电真空器件是指在真空或气体媒质中，由于电子与周围电路的相互作用而产生信号放大与转换效应的器件。

由于卫星的不可维修性，对空间行波管(用于卫星、航天器的行波管)的使用寿命提出了很高的要求。从国内外卫星技术发展来看，卫星的寿命要求达到10～15年，对于所选用的空间行波管也要求达到相应的寿命指标。从公开报道分析，过去国外卫星由于所用行波管故障导致整颗卫星提前报废的事故屡有发生，带来了巨大的经济损失。

由于行波管价格昂贵，一般需几十万元，空间行波管价格更高。因此，能够用于试验的行波管样品数极其有限(一般为1～2只样品)，因此，在有限的时间和经费支持的情况下，对于行波管寿命进行试验评估非常关键。

现有的寿命试验方法是一种基于统计的时间-失效的方法。该方法通过统计试验中样品的失效时间和失效数来评估产品的寿命。对长寿命行波管产品在正常工作应力条件下进行寿命试验要花费很长的试验时间和大量的试验样品，而试验样品价格昂贵，不具有可实施性。

若采用加速应力进行寿命试验，则通过统计至少要做3种加速应力条件下样品的失效时间来获得应力与特征寿命的函数关系，通常采用加速应力进行寿命试验至少需要15只样品。并且加速应力寿命试验获得的应力与特征寿命的函数关系只有在批次一致性好的情况下采纳利用历史数据，否则应逐批进行加速应力寿命试验，所需试验周期长和费用高昂。且行波管产品的寿命试验评估的不充分、不准确。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种评估行波管寿命的方法及其装置，其能够减少试验时间，提高了评估的准确性；本发明不要求器件在试验时发生失效，适用于长寿命器件的寿命评估。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种评估行波管寿命的方法，包括以下步骤：

A：对信号源施加电偏置，当阴极发射电流达到稳定时，监测并记录试验数据，包括敏感参数测试值和测试时间；

B：剔除所述试验数据中的异常值；

C：对剔除后的试验数据进行建模，确定每个敏感参数的退化模型；

D：利用所述退化模型，确定每个敏感参数失效判据的时间，其最小值即为样品的外推寿命。

优选地，所述敏感参数包括：阴极电流、螺旋线电流、输出功率和效率。

优选地，所述步骤A中，监测一个或多个所述敏感参数。

优选地，所述步骤A中，对信号源施加电偏置包括：施加额定的电应力，输入激励信号，使信号源初始时刻输出功率达到饱和。

优选地，所述步骤C进一步包括：当有多个备选的退化模型时，使

I=Σj=1n(Pj-P^j)2,]]>选取I值最小的退化模型；

其中，P_j为第j次测量时间的敏感参数测量值；

为第j次测量时间的敏感参数预测值。

优选地，所述步骤C中，对剔除后的试验数据进行建模包括：利用线性回归拟合、非线性回归拟合的方法进行建模。

一种利用前述方法评估行波管寿命的装置，包括：

数据监测模块，用于对信号源施加电偏置，当阴极发射电流达到稳定时，监测敏感参数测试值和测试时间作为试验数据；

数据处理模块，用于剔除所述试验数据中的异常值；

数据建模模块，用于对剔除后的试验数据进行建模，确定每个敏感参数的退化模型；

寿命估算模块，利用所述退化模型，确定每个敏感参数失效判据的时间，其最小值即为样品的外推寿命。