[发明专利]一种基于反馈回路的高功率微波振荡器及微波产生方法

说明书

本发明公开了一种基于反馈回路的高功率微波振荡器及微波产生方法，主要解决现有微波振荡器结构中正反馈电路存在反馈不控制和模式竞争的问题。该微波振荡器包括内部形成真空腔体的圆柱形的金属导体外壳，设置于真空腔体内的前级调制腔，设置于真空腔体内的反馈回路，以及设用于将调制后的电子束的电子动能转换为微波的放大级束波换能腔；其中，所述反馈回路包括内部中空作为电子束通道的圆柱形的反馈回路内导体，以及连接于金属导体外壳内壁用于支撑反馈回路内导体的支撑片。本发明的微波振荡器结构简单，有效解决了当前作为振荡器的HPM器件通过结构分布参数形成的正反馈电路，存在反馈不控制和模式竞争等问题，提高了高功率微波输出的输出效率。

技术领域

本发明涉及电真空微波器件技术领域，具体地说，是涉及一种基于反馈回路的高功率微波振荡器及微波产生方法。

背景技术

高功率微波作为一种新型的电磁干扰手段，主要针对电子侦察、通信、合成孔径雷达等多种目标进行干扰和攻击，可降级或损伤微波传感器，从而使其失去地面监控，侦察和成像失去相应的侦察作战效能。

从作用机理上，HPM(高功率微波)器件可以分为振荡器和放大器两类，作为振荡器，其特点是不需要外部信号，在电子束驱动下产生需要的高功率微波，其本质是一个正反馈电路，电子从阴极发射后，穿过器件结构，在器件换能区电子动能转化为微波能，而其中的一部分微波反馈到前端，由此通过结构分布参数形成正反馈电路(如过模返波管)。这种通过结构分布参数形成正反馈电路，存在反馈不控制和模式竞争等问题，因此，需要对现有微波振荡器结构进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于反馈回路的高功率微波振荡器及微波产生方法，主要解决现有微波振荡器结构中正反馈电路存在反馈不控制和模式竞争的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于反馈回路的高功率微波振荡器，包括内部形成真空腔体的圆柱形的金属导体外壳，设置于真空腔体内用于电子束调制的前级调制腔，设置于真空腔体内并靠近金属导体外壳内壁设置的反馈回路，以及设置于真空腔体内并位于反馈回路后方的用于将调制后的电子束的电子动能转换为微波的放大级束波换能腔；其中，所述反馈回路包括内部中空作为电子束通道的圆柱形的反馈回路内导体，以及连接于金属导体外壳内壁用于支撑反馈回路内导体的支撑片。

进一步地，所述电子束通道的半径Rd与微波振荡器输出微波波长λ的关系为：

Rd0.38λ。

进一步地，所述支撑片的轴向厚度th与微波振荡器输出微波波长λ的关系为：

th＝λ/8；

所述支撑片沿着反馈回路内导体的圆周均布，支撑片的个数n满足如下关系：

其中，R1为电子束通道的半径Rd与反馈回路内导体的厚度之和，R2为R1与支撑片的径向厚度之和。

进一步地，所述反馈回路内导体的长度Ld与微波振荡器输出微波波长λ的关系满足高斯分布：

Ld～(0.4λ-0.01λ，0.4λ+0.01λ)。

本发明还提供了一种基于反馈回路的高功率微波产生方法，采用了上述基于反馈回路的高功率微波振荡器，包括如下步骤：

(S1)对磁场引导下进入微波振荡器电子束在前级调制腔进行调制；

(S2)调制后的电子束在放大级束波换能腔中将电子动能转换为微波；

(S3)放大级束波换能腔中产生的微波部分通过反馈回路反馈到前级调制腔，其余作为输出高功率微波通进行输出。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：