[发明专利]对小尺寸带状注速调管中间谐振腔进行冷测的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及微波真空电子器件技术领域，尤其涉及一种对小尺寸带状注速调管中间谐振腔进行冷测的装置与方法。

背景技术

在速调管中，谐振腔特性关系到速调管的输出功率和工作带宽等工作特性，冷测技术能够反映谐振腔特性，是验证设计的重要手段。速调管的输入谐振腔和输出谐振腔可以采用端口法或者探针法测试其谐振特性，速调管的中间谐振腔与外部无耦合，通常采用探针法测试。

速调管的高频率和紧凑型是目前的发展趋势，高频率的速调管谐振腔和电子注通道尺寸变得越来越小。W波段速调管的电子注通道直径或者矩形通道的高度通常小于1mm，如美国加利福尼亚大学戴维斯分校研制的W波段带状注速调管的电子注通道高度仅为0.72mm。

在现有的谐振腔特性测试技术中，端口法测试是基于矢量网络分析仪的一种测试方法，这种方法能直观的反映出谐振腔的谐振频率和外品质因子，操作简单。探针法测试是将探针插入速调管的电子注通道，由扫频信号源产生的扫频信号通过源探针在谐振腔间隙上激励起高频场，再通过接收探针，经检波器将谐振腔间隙电场的幅度随频率变化显示在示波器上。探针法测试需要满足条件的探针和设备，但是直径小于1mm的探针在国内还无法获取。

输入谐振腔和输出谐振腔的测试都能够采用单端口法进行测试，通过测试该端口的群时延曲线就能反映出该谐振腔的特性，若中间谐振腔也采用该方法进行测试，将降低成本，并简化测试装置。

然而，在实现本发明的过程中，申请人发现由于带状注速调管中间谐振腔没有测试端口，导致无法采用端口法对其进行冷测，以得到频率特性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种对小尺寸带状注速调管中间谐振腔进行冷测的装置与方法。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种对带状注速调管中间谐振腔进行冷测的装置。带状注速调管中间谐振腔包括：谐振腔本体60，在其内部形成有前后开口的中间谐振腔10。中间谐振腔10两侧开设直至谐振腔本体60两侧的通孔，其中，第一侧通孔的截面尺寸等于中间谐振腔相邻部位的截面尺寸，第二侧通孔在中间谐振腔的第二侧形成台阶。装置包括：调谐销钉30，其窄端插入中间谐振腔10的第一侧的通孔内，构成中间谐振腔10的一个腔壁，其宽端与步进电机连接，步进电机带动该调谐销钉30左右移动，中间谐振腔10的体积随插入深度而改变；测试输出法兰20，固定于谐振腔本体60的第二侧，其第一侧为矩形台阶，插入谐振腔本体60的第二侧并沉槽至底部，该测试输出法兰20的中心具有与中间谐振腔10第二侧通孔横截面尺寸相同的波导孔21，该波导孔21的第一侧对准中间谐振腔10；矢量网络分析仪，其测试端口连接至测试输出法兰20中心波导孔的第一侧，通过波导孔21对中间谐振腔10进行测试。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种利用上述装置对带状注速调管中间谐振腔进行冷测的方法。该方法包括：步骤A，连接矢量网络分析仪与测试输出法兰20，设置矢量网络分析仪显示群时延曲线，由该群时延曲线读取谐振频率；步骤B，步进电机带动调谐销钉向内侧或者向外侧移动，读取并记录矢量网络分析仪的数据。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明对小尺寸带状注速调管中间谐振腔进行冷测的装置与方法具有以下有益效果：

(1)避免了小尺寸探针的使用，实现了小尺寸带状注速调管中间谐振腔的冷测，降低了实验成本；

直径小于1mm的探针价格昂贵，且在国内没有渠道获得；使用该小尺寸带状注速调管中间谐振腔冷测装置能够实现中间谐振腔的测试，又避免了小尺寸探针的使用，降低了测试难度和测试成本。

(2)测试的同时可以获得腔体的调谐特性。

小尺寸速调管谐振腔的调谐技术是速调管研制的关键技术之一；在冷测的同时，通过记录调谐销钉位置和测试曲线的关系，可以同时获得该谐振腔的调谐特性，而探针法测试不易获得调谐特性。

(3)结构简单，操作方便。

探针法测试需要两个探针和两套探针移动装置，结构较为复杂；该小尺寸带状注速调管中间谐振腔冷测装置只需要一套步进电机即可，结构更加简单，操作方便。

附图说明

图1A为根据本发明实施例对小尺寸带状注速调管中间谐振腔进行冷测的装置的结构示意图；

图1B为图1A所示装置的剖视图；

图2为图1A所示装置中装夹模具组件的结构示意图；

图3为测试完成后并实现密封的小尺寸带状注速调管中间谐振腔的结构示意图。