[发明专利]一种基于全腔耦合结构锁频锁相的轴向级联相对论磁控管

权利要求书

1.一种基于全腔耦合结构锁频锁相的轴向级联相对论磁控管，包括若干个结构相同、轴向级联的高频系统；

所述轴向级联的高频系统的输入端设置有一个中心开孔的前端面，前端面与相邻阳极叶片之间为圆柱形前端部空间；所述轴向级联的高频系统的末端设置有后端封闭面，后端封闭面与相邻阳极叶片之间为圆柱形后端部空间；

所述高频系统为同腔结构，包括阴极、阳极、耦合缝隙；

所述阴极，包括阴极电子发射结构、阴极连接杆、阴极端帽；所述阴极电子发射结构设置于阳极外壳内部腔体的中心位置，且与阳极外壳同轴；所述阴极端帽包括2个对称设置于阴极电子发射结构两端的圆柱形端帽；所述阴极连接杆穿过前端面的中心开孔进入高频系统，所述阴极电子发射结构与阴极端帽之间、高频系统的相邻阴极端帽之间通过阴极连接杆连接固定；

所述阳极，包括圆筒形的阳极外壳、设置于阳极外壳内沿圆周均匀分布的若干扇形阳极叶片，相邻两扇形阳极叶片之间的扇形腔为谐振腔；

所述耦合缝隙包括若干个等间距设置于阳极外壳上的矩形缝隙，一个谐振腔对应一个矩形缝隙，将谐振腔中的能量耦合输出；

其特征在于，相邻两高频系统的阳极外壳轴向连接，且连接处的内壁设置有环形柱状隔离结构；所述环形柱状隔离结构的中心为圆柱形开孔，阴极连接杆穿过该圆柱形开孔连接两高频系统的阴极端帽；

所述阳极外壳的外侧同轴设置有圆筒形的全腔耦合结构外壳；所述全腔耦合结构外壳与阳极外壳之间的环形柱状腔体通过4个扇形插片分隔为4个尺寸相同的扇形波导腔；所述扇形波导腔的两端对称设置有线性过渡结构，线性过渡结构的另一端连接矩形波导；

所述耦合缝隙将谐振腔中的能量径向耦合至4个扇形波导腔，最终从8个矩形波导输出。

2.如权利要求1所述的一种基于全腔耦合结构锁频锁相的轴向级联相对论磁控管，其特征在于，所述扇形波导腔的轴向中心位置设置有扇形隔离挡片，通过调节扇形隔离挡片改变相邻两个高频系统之间的耦合程度。

3.如权利要求2所述的一种基于全腔耦合结构锁频锁相的轴向级联相对论磁控管，其特征在于，所述扇形隔离挡片包括与阳极外壳连接的小隔离挡片、与全腔耦合结构外壳连接的大隔离挡片。

4.如权利要求2或3所述的一种基于全腔耦合结构锁频锁相的轴向级联相对论磁控管，其特征在于，所述扇形隔离挡片对应的圆心角与扇形波导腔对应的圆心角相同。

5.如权利要求4所述的一种基于全腔耦合结构锁频锁相的轴向级联相对论磁控管，其特征在于，所述矩形波导的输出方向与轴向平行。

6.如权利要求4所述的一种基于全腔耦合结构锁频锁相的轴向级联相对论磁控管，其特征在于，所述阳极叶片的轴向长度为h_a，相邻两高频系统的阳极叶片的端面间距为0.5h_a～3h_a，其中h_a为阳极轴向高度。

7.如权利要求6所述的一种基于全腔耦合结构锁频锁相的轴向级联相对论磁控管，其特征在于，所述环形柱状隔离结构的轴向长度为0.05ha～0.3ha，其中心的圆柱形腔体的半径为0.8R_a～R_v，其中R_a为阳极叶片内半径，R_v为阳极外壳内半径。

8.如权利要求4所述的一种基于全腔耦合结构锁频锁相的轴向级联相对论磁控管，其特征在于，所述扇形波导腔对应的圆心角为50deg～85deg；内外半径差为0.1～1倍工作波长。