[发明专利]一种双电子注通道折叠波导慢波结构

说明书

本发明涉及电磁波技术领域，公开了一种新型双电子注通道折叠波导慢波结构，包括折叠波导，所述折叠波导上设有上排栅和下排栅，上移所述上排栅的弯栅段或者下移所述下排栅的弯栅段，使得上排栅和下排栅之间垂直于周期方向的距离增大，沿周期方向贯穿所述上排栅设有圆柱状的第一电子注通道，且所述第一电子注通道与所述下排栅的弯栅段的顶部相切，沿周期方向贯穿所述下排栅设有圆柱状的第二电子注通道，且所述第二电子注通道与所述上排栅的弯栅段的底部相切。通过增大上排栅和下排栅之间的距离，将原有单电子注通道半径改为沿周期方向建立贯穿折叠波导的双电子注通道，保证良好的色散特性情况下，有效提高了耦合阻抗并降低了损耗。

技术领域

本发明涉及电磁波技术领域，具体涉及一种新型双电子注通道折叠波导慢波结构。

背景技术

行波管是最常用的功率放大器之一，在通信、雷达、电子对抗等领域中的应用十分广泛。

慢波结构互作用电路是行波管核心部分，用于保持电磁波与电子注的相速同步，发生持续有效的能量交换。慢波结构的特性极大程度上决定了行波管的性能，一直以来，改进与发展新型慢波系统是改善行波管性能主要方向之一。折叠波导是将矩形波导沿纵向按一定节距弯曲形成的一种慢波结构，具有坚固的结构，高功率容量以及较宽带宽。传统单电子注折叠波导慢波结构的耦合阻抗较低，电子注与电磁波互作用效率较低，高频损耗较大，这将会降低器件的增益、功率及效率等技术指标，在一定程度上限制了此类慢波结构发挥最大性能。

发明内容

本发明提供一种新型双电子注通道折叠波导慢波结构，解决现有折叠波导慢波结构耦合阻抗较小的问题，同时该结构具有较低的损耗特性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种新型双电子注通道折叠波导慢波结构，包括折叠波导，所述折叠波导上设有上排栅和下排栅，所述上排栅和下排栅之间设有距离，且所述上排栅和下排栅均包括相互相切设置的直栅段和弯栅段，所述上排栅的直栅段和弯栅段与下排栅的直栅段和弯栅段沿周期方向交错排列，沿周期方向贯穿所述上排栅的直栅段和下排栅的直栅段设有原始电子注通道，上移所述上排栅的弯栅段或者下移所述下排栅的弯栅段，使得上排栅和下排栅之间垂直于周期方向的距离增大，沿周期方向贯穿所述上排栅设有圆柱状的第一电子注通道，且所述第一电子注通道与所述下排栅的弯栅段的顶部相切，沿周期方向贯穿所述下排栅设有圆柱状的第二电子注通道，且所述第二电子注通道与所述上排栅的弯栅段的底部相切，所述第一电子注通道和第二电子注通道不重叠。

作为优化，所述第一电子注通道与所述第二电子注通道的直径大小相同，且第一电子注通道与所述第二电子注通道的直径均小于原始电子注通道的直径。

作为优化，垂直于周期方向的所述第一电子注通道的横截面的圆心与所述第二电子注通道的横截面的圆心的连线与所述周期方向垂直。

作为优化，所述上排栅和下排栅的材质均为高导无氧铜。

作为优化，所述第一电子注通道、第二电子注通道以及上排栅和下排栅之间的距离形成的空间均为真空。

作为优化，所述高导无氧铜的表面的粗糙度为1μm。

作为优化，所述弯栅段的形状为半圆形，且所述弯栅段的半径为r2。

作为优化，所述上排栅的弯栅段和下排栅的弯栅段在垂直于周期方向上有重叠部分。

作为优化，所述重叠部分的高度与所述弯栅段的半径相等。

作为优化，所述重叠部分的高度r2为所述折叠波导的单周期长的1/8。本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明通过增大上排栅和下排栅之间的距离，将原有单电子注通道半径改为沿周期方向建立贯穿折叠波导的双电子注通道，保证良好的色散特性情况下，有效提高了耦合阻抗并降低了损耗，增大了输出功率和电子效率，具有交错栅频带宽、功率容量大、散热好等优点。