[发明专利]一种适用于返波管的共面双V形线慢波结构

说明书

本发明公开了一种适用于返波管的共面双V形线慢波结构，当电子注通过电子注输入端口注入至慢波结构，在慢波结构中电子注激励起电磁场，电场分布在两条金属线之间，方向为一条金属线指向另一条金属线；由于两条V形金属线之间的距离是不完全均匀的，这样使电场主要分布在两条V形金属线相距近的位置，即电子注通道下方且电场方向为纵向，从而增强波束互作用，最后通过改变电子注电压，在输出端口输出频率范围为42.6GHz到79.2GHz的电磁波。

技术领域

本发明属于返波管技术领域，更为具体地讲，涉及一种适用于返波管的共面双V形线慢波结构。

背景技术

返波管是一种重要的真空电子器件，它是通过慢波结构使反向波和电子相互作用实现电磁波的产生并放大的，它具有不需要激励源、频率可调、小尺寸等特点。慢波结构是这一器件的核心部分，决定了器件的性能。

现有的返波管多是基于曲折波导以及交错双栅慢波结构的，同时也有基于正弦波导慢波结构的返波管。对于由金属线慢波结构构成的返波管。其中，单V形线以及非共面的双V形线慢波结构如图1和图2所示，在图1中，1为金属线，2为介质杆，3为真空部分，在图2中1为金属线，2为介质杆，3为真空部分。对于单线慢波结构工作时电场主要分布在金属线1上，对于非共面的双线慢波结构工作时虽电场分布会受到影响但主要还是分别集中在单条金属线上。单线结构和非共面的双线结构的耦合阻抗较小起振困难。

此外，金属线慢波结构具有易于加工，以及工作电压低的特点，对于金属线慢波结构的研究主要是行波管的应用，关于由金属线构成的慢波结构返波管的研究比较少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于返波管的共面双V形线慢波结构，将平面金属线更好的应用于返波管，能够得到具有可调谐频率宽、易于加工以及结构小型的返波管。

为实现上述发明目的，本发明提出了一种适用于返波管的共面双V形线慢波结构，其特征在于，包括：共面双V形金属线、三条介质支撑杆以及矩形金属壳；

所述共面双V形金属线由多个共面双V形金属线段级联而成，其中，每一个共面双V形金属线段是由一条V形金属线段沿水平方向平移得到，平移完成后，两条V形金属线段在底端的拐角处距离为d，每条V形金属线段的顶端开口处的距离为p，每条V形金属线底端到顶端的距离为h；所有金属线段的拐角处用扇形柱连接，当所有金属线段连接后形成周期性的双V形金属慢波线，两条V形金属线重叠部分的正上方形成电子注通道；

所述介质支撑杆以共面双V形线慢波结构中心位置为基准，三条介质支撑杆均匀分布在两条V形金属线下方并固定在金属外壳上，且任意两介质支撑杆间的间距为b，使得两条金属线位于同一平面；

所述矩形金属壳作为共面双V形线慢波结构的屏蔽装置，用于屏蔽外界的电磁干扰，在金属外壳的左右侧面各设置一矩形空，作为电子注的输入、输出端口，在下底面左右两侧各设置一个矩形空，作为电磁波的输出端口；

返波管运行时，电子注通过电子注输入端口注入至慢波结构，在慢波结构中电子注激励起电磁场，电场分布在两条金属线之间，方向为一条金属线指向另一条金属线；由于两条V形金属线之间的距离是不完全均匀的，这样使电场主要分布在两条V形金属线相距近的位置，即电子注通道下方且电场方向为纵向，从而增强波束互作用，最后通过改变电子注电压，在输出端口输出频率范围为42.6GHz到79.2GHz的电磁波。

同时，本发明一种适用于返波管的共面双V形线慢波结构还具有以下有益效果：