[发明专利]一种用于行波管的慢波结构

说明书

技术领域

本发明涉及微波真空器件领域，尤其是涉及一种用于行波管的慢波结构。

背景技术

在微波真空器件领域中，行波管是应用最广泛的器件。行波管自诞生以来，广泛采用两种慢波系统，即螺旋线慢波结构和休斯型耦合腔慢波结构。螺旋线慢波结构具有带宽宽的特点，但功率容量小，适用于宽带中小功率行波管。休斯型耦合腔慢波结构具有大功率容量的优点，但带宽较窄，一般在10%以下。随着行波管功率的增大，寻找比休斯慢波结构更大功率容量、带宽更宽的慢波结构一直是研究人员研究的目标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种用于行波管的慢波结构，其目的是该种用于行波管的慢波结构带宽更宽，散热条件更好，高频场均匀，可以采用周期磁场聚焦，径向磁场小。

本发明的技术方案是该种用于行波管的慢波结构包括若干个沿轴线方向均匀分布的中间隔板，所述的中间隔板的中心位置设有容纳金属杆的中心孔，金属杆安装在该中心孔内，中间隔板上且位于中心孔的两侧对称的设有两个电子束通道孔，所述的中间隔板的四周分别设有上盖板、下底板、左侧板和右侧板。

相邻的两个中间隔板交错排列在上盖板、下底板上。

所述的慢波结构为全金属结构。

当所述的慢波结构用于大功率行波管时，金属杆为空心杆，且金属杆的空心内通入改善慢波结构散热的冷却液体。

具有上述结构的该种用于行波管的慢波结构具有以下优点：

1.该种用于行波管的慢波结构采用折叠波导作为主结构，通过在中心位置放入金属杆，使高频场TM11模式消失，TM21模成为基模，在同样的工作频率，因慢波结构尺寸增大，使得行波管功率容量增加，一般可以增加一倍以上，适用频段范围广，在3mm波段以下频段均可以采用，冷带宽可以达到30%-40%，热带宽可以达到10%-15%。

2.该种用于行波管的慢波结构行波管使用两注独立的电子束与TM21模互作用，该结构也可以作为返波管的高频结构。

3.该种用于行波管的慢波结构行波管慢波结构为全金属结构，散热条件好，特别适合作为大功率行波管慢波结构；在设计大功率行波管使用时，中心金属杆可以使用空心杆，中心孔通液体冷却，改善慢波结构的散热，提高了行波管输出功率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1所示结构A-A方向的剖视结构示意图。

图3为本发明中中间隔板的结构示意图。

图4为图3所示结构的俯视图。

图5为本发明中金属杆的结构示意图。

在图1-5中，1：中间隔板；2：金属杆；3：中心孔；4：电子束通道；5：上盖板；6：下底板；7：左侧板；8：右侧板。

“TM11模”中，“TM”表示只有纵向电场，没有横行电场；第一个“1”表示X轴有1个半波分布；第二个“1”表示Y轴有1个半波分布。

“TM21模”中，“TM”表示只有纵向电场，没有横行电场；“2”表示X轴有2个半波分布； “1”表示Y轴有1个半波分布。

具体实施方式

由图1-5所示结构结合可知，该种用于行波管的慢波结构包括若干个沿轴线方向均匀分布的中间隔板1，中间隔板1的中心位置设有容纳金属杆2的中心孔3，金属杆2安装在该中心孔3内，中间隔板1上且位于中心孔3的两侧对称的设有两个电子束通道孔4，中间隔板1的四周分别设有上盖板5、下底板6、左侧板7和右侧板8，相邻的两个中间隔板1交错排列在上盖板5、下底板6上。采用折叠波导作为主结构，通过在中心位置放入金属杆，使高频场TM11模式消失，TM21模成为基膜，在同样的工作频率，因慢波结构尺寸增大，使得行波管功率容量增加，一般可以增加一倍以上，冷带宽可以达到30%-40%，热带宽可以达到10%-15%。

慢波结构为全金属结构，散热条件好，特别适合作为大功率行波管慢波结构；在设计大功率行波管使用时，中心金属杆2可以使用空心杆，中心孔通液体冷却，改善慢波结构的散热，提高了行波管输出功率。

使用周期磁场聚焦时，与传统的休斯慢波结构相比，产生的磁场结构均匀，径向磁场小，相同的结构尺寸，产生的磁场大，极靴不易饱和。

该种用于行波管的慢波结构采用折叠波导作为主结构，通过在中心位置放入金属杆，使高频场TM11模式消失，TM21模成为基膜，在同样的工作频率，因慢波结构尺寸增大，使得行波管功率容量增加，一般可以增加一倍以上，适用频段范围广，在3mm波段以下频段均可以采用，冷带宽可以达到30%-40%，热带宽可以达到10%-15%。