[发明专利]一种TM010

说明书

本申请公开了一种TM₀₁₀模多注速调管输出腔，该输出腔包括同轴腔、同轴波导和两个矩形波导，同轴波导以圆周对称的形式与同轴腔形成耦合结构，使得同轴腔中不同漂移管间隙上的特性阻抗差别小于0.8％，以及同轴腔内的电场分布沿圆周保持一致，保证了同轴腔内TM₀₁₀模式不会有太大的畸变。同时，同轴波导的中心轴线与同轴腔的中心轴线重合，两个矩形波导的中心轴线与同轴波导的中心轴线互相垂直且相交于同一点，具有很强的实用性，由此极大地提高了多注速调管的稳定性和高输出效率。

技术领域

本发明一般涉及电子器件技术领域，具体涉及一种TM₀₁₀模多注速调管输出腔。

背景技术

速调管是一种通过周期性调制电子注速度来实现放大功能的微波电子管，它首先在输入腔中对电子注进行速度调制，经漂移后转变为密度调制，然后群聚的电子注与输出腔隙缝的微波场交换能量，从而电子将动能交给微波场，完成振荡或放大。

多注速调管由于具有高效率、高输出功率和低电子枪电压等特点，因此在大型粒子对撞机领域有重要的应用价值。如图1所示，其为相关技术中的一种多注速调管输出腔结构示意图，双矩形波导在同轴腔外壁的对称方向开孔，相连形成微波耦合结构。

在目前的输出腔结构中，距离波导耦合孔最近的漂移管间隙上的特性阻抗会比距离波导耦合孔最远的漂移管间隙上的特性阻抗高出 10％以上，这就意味着群聚后的电子注到达输出腔间隙之后，靠近波导耦合孔的电子注相对于远离波导耦合孔的电子注将受到更大的间隙电场作用力。而不同电子注受到的间隙电场作用力差别较大，会造成靠近波导耦合孔的电子注容易在输出腔漂移管间隙产生反射电子，使得多注速调管的稳定性降低；同时，如果输出腔的不同漂移管间隙上的特性阻抗具有较大差别，还会导致各个电子注的注波能量转换程度不同，使得多注速调管无法达到高输出效率。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种TM₀₁₀模多注速调管输出腔，使得不同漂移管间隙上的特性阻抗差别小于0.8％，极大地提高多注速调管的稳定性和高输出效率。

本申请提供一种TM₀₁₀模多注速调管输出腔，所述输出腔包括同轴腔、同轴波导和两个矩形波导，所述同轴波导以圆周对称的形式与所述同轴腔形成耦合结构；

其中所述同轴波导的中心轴线与所述同轴腔的中心轴线重合，所述两个矩形波导的中心轴线与所述同轴波导的中心轴线互相垂直且相交于同一点。

可选地，所述同轴腔两侧设置多个漂移管，所述多个漂移管以所述同轴腔的中心轴线为基准，并沿着圆周均匀分布。

可选地，所述同轴波导的外导体壁的内径与所述同轴腔的腔壁内径相等，所述同轴波导的内导体壁的内径大于所述多个漂移管围成圆周的直径，以使得所述同轴波导和所述多个漂移管之间不会形成干涉。

可选地，所述耦合结构中所述同轴波导的耦合孔与所述多个漂移管间隙的位置互相对应。

可选地，所述同轴波导的耦合孔是由多个圆柱体分割所形成的，所述圆柱体的轴线方向为所述同轴波导的径向，以连接所述同轴波导的内导体壁和外导体壁。

可选地，所述圆柱体的中心与所述漂移管的中心一一对应分布，或者相差预设角度θ，所述预设角度θ通过下式计算得到：

式(1)中，N为所述多个漂移管的数量。

可选地，在所述同轴波导中靠近所述耦合孔的位置，所述同轴波导的内导体壁呈台阶型增厚。

可选地，所述矩形波导以所述同轴波导的内导体壁较薄部分的外半径为基准，沿着径向往外延伸；

所述同轴波导的外导体深入所述矩形波导的内部，并在所述矩形波导窄边长度的2/3处截止。