[发明专利]一种太赫兹级联行波管倍频器件结构及制造方法

权利要求书

1.一种太赫兹级联行波管倍频器件，该器件处于真空状态下的密封金属陶瓷封接的管壳中，一端设有包含阴极、聚焦极和阳极的电子枪组件，电子枪的出口处设有行波管慢波结构，其输入慢波结构部分连有基波输入耦合结构，输出慢波结构部分连有基波输出耦合结构，中部设有切断和集中衰减器；该器件保留了行波管的总体结构，其特征在于，该器件中，在行波管输出慢波结构部分和收集极之间，级联至少1至M个N次谐波系统对行波管非线性互作用后电子注中的N次谐波信息加以利用；第M个级联的N次谐波系统包括慢波结构N、集中衰减器N和N次谐波输出耦合结构，实现互作用后电子注中的N次谐波信息的提取、放大和输出，级联的谐波系统使用行波管的电子注通道、聚焦系统和收集极；谐波输出耦合端口作为大功率和宽频带太赫兹电磁波的输出口。

2.根据权利要求1所述的太赫兹级联行波管倍频器件结构的制造方法，其特征在于，

a.编程计算慢波结构的色散特性，分析基波和谐波的色散曲线；

b.改变慢波结构尺寸，分析基波、谐波的相速度和工作电压对应电子注速度的关系，使得它们维持一定的同步关系；

c.编程计算慢波结构基波和谐波的高频损耗；

d.编程计算慢波结构基波和谐波的耦合阻抗；

e.利用多频非线性软件进行电子注-基波-谐波的互作用模拟，基波和谐波的色散、轴线耦合阻抗以及高频损耗均作为模拟的输入，得到互作用后电子注的谐波信息I_M；

f.对级联谐波系统进行设计，充分利用行波管高频系统互作用后电子注中的谐波信息I_M，通过能量交换，对互作用后电子注中谐波信息进行提取、放大和输出，在宽频带范围内建立大功率太赫兹电磁场，并继续按照以下步骤进行设计：

g.分析级联的N次谐波系统的慢波结构N，计算N次谐波与工作电压的同步关系和耦合强度，通过电子注谐波信息I_M到电磁场的能量交换，实现N次谐波功率最大化和频率响应最优化；

h.设计级联的N次谐波系统中的集中衰减器N，匹配吸收反向电磁波，保证N次谐波系统不存在自激振荡，能够正常工作；

i.设计级联的N次谐波系统中的N次谐波高频输出系统，输出放大的N次谐波功率。