[发明专利]一种基于超构材料的双带状电子注太赫兹行波管

权利要求书

1.一种基于超构材料的双带状电子注太赫兹行波管，包括阴极、超构材料慢波结构、输入装置、输出装置和条形板；

所述条形板为长方体金属块，其左侧固定设置输入装置，右侧固定设置输出装置，前侧固定设置超构材料慢波结构；其中，所述输入装置和输出装置均为矩形耦合波导，其一端为信号输入端或信号输出端，另一端两个侧壁上均设置通孔，作为电子注通道，阴极设置于输入装置的电子注通道入口处；

其特征在于，所述超构材料慢波结构包括矩形波导和设置于矩形波导内的n个沿电子注传输方向依次排列的超构材料单元，并将矩形波导内部空间平均划分为上下两个电子注通道；所述超构材料单元包括水平截面为矩形的金属环和两个相同尺寸的矩形金属块，两个矩形金属块的长边与矩形金属环内侧相对的两个长边固定连接，且不与矩形金属环内侧的两个短边连接，超构材料单元内部中央形成了一个“I”型谐振间隙，且整个超构材料单元关于两个矩形金属块的长边中心点连线呈轴对称；

第一个超构材料单元和最后一个超构材料单元均有一半位于输入装置和输出装置的矩形耦合波导内；阴极为双阴极，关于超构材料单元结构所在平面上下对称设置，用于发射双带状电子注。

2.如权利要求1所述的双带状电子注太赫兹行波管，其特征在于，双带状电子注太赫兹行波管还包括聚焦磁装置，用于为双带状电子注提供均匀磁场，维持电子注的稳定传输。

3.如权利要求1所述的双带状电子注太赫兹行波管，其特征在于，所述超构材料慢波结构的材料为高电导率材料。

4.如权利要求3所述的双带状电子注太赫兹行波管，其特征在于，高电导率材料为无氧铜、金或银。

5.如权利要求1所述的双带状电子注太赫兹行波管，其特征在于，矩形金属环的长边长度为w，宽边长度为超构材料慢波结构的周期p，矩形金属环的环宽度为d；两个矩形金属块之间距离为g，且矩形金属块的宽边与未相连的矩形金属环的宽边的间距也为g；矩形金属环和矩形金属块的厚度均为t；超构材料慢波结构中的矩形波导的长度为l，高度为h，宽度为w；且l＝(n-1)p。

6.如权利要求1-5任一权利要求所述的双带状电子注太赫兹行波管，其特征在于，双带状电子注太赫兹行波管的工作过程为：待放大的高频场从输入装置的信号输入端馈入到矩形耦合波导，与第一个超构材料单元电耦合进入到超构材料慢波结构；阴极产生双带状电子注，首先穿过电子注通道入口，经矩形耦合波导后进入超构材料慢波结构的电子注传输区域，互作用后的电子注由电子注输出通道进入收集极；高频场与电子注互作用后，从超构材料慢波结构最后一个超构材料单元耦合到输出装置的矩形耦合波导，再通过信号输出端输出至外接匹配负载。