CN203588966U - 一种类同轴结构的过模返波管 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于相对论电真空微波器件，具体涉及相对论电子束在引导磁场作用下通过该器件，产生相应的高功率微波的一种类同轴结构的过模返波管。本实用新型针对相对论电真空微波器件中器件内部微波击穿、模式控制和束波互作用效率问题，提供一种类同轴结构的过模返波管，一方面克服普通过模返波管和同轴结构返波管中存在的问题，另一方面有发挥了这两种器件微波击穿阈制值和束波互作用效率的特点。本实用新型包括壳体1、阴极端2、谐振反射腔3、漂移匹配段4、慢波结构5、内导体6等。本实用新型应用于微波领域。

Description

一种类同轴结构的过模返波管

技术领域

本实用新型属于相对论电真空微波器件，具体涉及相对论电子束在引导磁场作用下通过该器件，产生相应的高功率微波的一种类同轴结构的过模返波管。 

背景技术

在相对论电真空返波管这样的微波器件中，主要涉及到器件内部微波击穿、模式控制和束波互作用效率问题。普通过模返波管解决了器件内部微波击穿问题，但是存在模式控制和束波互作用效率问题，而同轴结构返波管则存在器件内部微波击穿问题，将两者结合形成一个特殊结构（一种类同轴结构的过模返波管），一方面克服普通过模返波管和同轴结构返波管中存在的问题，另一方面有发挥了这两种器件微波击穿阈制值和束波互作用效率的特点。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对相对论电真空微波器件中器件内部微波击穿、模式控制和束波互作用效率问题，提供一种类同轴结构的过模返波管，一方面克服普通过模返波管和同轴结构返波管中存在的问题，另一方面有发挥了这两种器件微波击穿阈制值和束波互作用效率的特点。 

本实用新型采用的技术方案如下： 

一种类同轴结构的过模返波管包括壳体1、阴极端2、谐振反射腔3、漂移匹配段4、慢波结构5、内导体6，所述壳体1为两端封闭的中空圆柱体，壳体1半径为X，所示圆柱体顶面作为壳体左端面，所示圆柱体底端面作为壳体右端面，所述阴极端2贴于壳体1左端面内侧中间部位，所示谐振反射腔3是内陷结构的凹槽，所述谐振反射腔3、漂移匹配段4、慢波结构5位于壳体内上端部，所述内导体6位于壳体内下端部，内导体6是左端面设置长度为Q的缺口，谐振放射腔3底部与壳体侧表面距离为N。

所述谐振反射腔距3距离壳体左端面最近端面与壳体左端面距离为P，所示慢波结构5位于壳体内部中间位置，所示内导体6距离壳体左端面最近端面与壳体左端面距离为Q，所示慢波结构5距离壳体左端面最近端面与壳体左端面距离为Y，所示Y>P>Q，所述Q-P>谐振反射腔3宽度。 

所述慢波结构5包括至少一个凹槽，所述凹槽之间间隔与凹槽沿壳体轴线长度相等，所述凹槽底部离与壳体侧表面距离为M，所示X>M>N,所述慢波结构沿轴向长度是壳体轴向长度的1/4到1/2。 

所述Y<壳体轴长的1/2。 

所述壳体材质为金属。 

所述阴极端1半径范围比漂移匹配段半径小约4mm,漂移匹配段半径由器件工作频率决定，关系为：漂移匹配段半径为工作频率倒数的0.8～１.8倍，半径单位cm，频率单位GHz。 

　　　所述内导体６半径为漂移匹配段半径的０.44～０.54倍，其前端沿轴向长度上处于谐振反射腔3与漂移匹配段4之间，接近其中心位置。 

所述漂移匹配段的长度是壳体轴向长度范围接近器件工作半波长的１、２或３倍。 

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:

1）内导体６结构的使用，使得微波场更加解决满波结构５的表面，克服普通过模返波管中束波互作用效率低的问题；

2）谐振反射腔3的使用，使得器件在过模下工作，克服了同轴结构返波管存在的器件内部微波击穿问题，同时发挥了过模返波管和同轴结构返波管这两种器件微波击穿阈制值高、束波互作用效率高等的特点；

3）在慢波区，慢波结构同内导体组成类同轴慢波结构，使得微波靠近慢波结构表面，提高了该区域电子束同慢波结构互作用阻抗；

4）通过调节反射腔同慢波结构之间漂移匹配段的长度和半径，使器件处于同轴慢波结构工作模式的共振状态，实现非工作模式的抑制；

5）在类同轴慢波结构中，内导体前端使得超前满波结构，通过调节该超前长度可以器件更加精确地处于类同轴慢波结构工作模式的共振状态，使互作用效率进一步提高。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中： 

图1是本实用新型剖视图。

附图标记： 

1-壳体    2-阴极端    3-谐振反射腔     

4-漂移匹配段    5-慢波结构    6-内导体

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

如图1所示，一种类同轴结构的过模返波管包括壳体1、阴极端2、谐振反射腔3、漂移匹配段4、慢波结构5、内导体6，所述壳体1为两端封闭的中空圆柱体，壳体1半径为X，所示圆柱体顶面作为壳体左端面，所示圆柱体底端面作为壳体右端面，所述阴极端2贴于壳体1左端面内侧中间部位，所示谐振反射腔3是内陷结构的凹槽，所述谐振反射腔3、漂移匹配段4、慢波结构5位于壳体内上端部，所述内导体6位于壳体内下端部，内导体6是左端面设置长度为Q的缺口，谐振反射腔3底部与壳体侧表面距离为N，壳体1中空部分半径为X/7-X/3。 

其中慢波结构5设置有8个凹槽，所述8个凹槽之间的间隔与凹槽沿壳体轴线宽度相同。 

在上述基础上，在谐振反射腔3与前端面之间设置缺口。 

本实用新型安装与相对论速调管前端，实现微波有效馈入，在壳体内部腔体中建立需要的微波场，当阴极端1产生电子束后，电子束（如图1中11）在如图1所示磁体产生的引导磁场作用下，通过谐振反射腔3、漂移匹配段4、慢波结构5、内导体6后，其对电子束实现速度调制，这种调制后的电子束继续在引导磁场作用下通过相对论速调管，产生高功率微波输出（如图1中的12）。 

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。 

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 

Claims (8)

1.一种类同轴结构的过模返波管，其特征在于包括壳体、阴极端、谐振反射腔、漂移匹配段、慢波结构、内导体，所述壳体为两端封闭的中空圆柱体，壳体半径为X，所示圆柱体顶面作为壳体左端面，所示圆柱体底端面作为壳体右端面，所述阴极端贴于壳体左端面内侧中间部位，所示谐振反射腔是内陷结构的凹槽，所述谐振反射腔、漂移匹配段、慢波结构位于壳体内上端部，所述内导***于壳体内下端部，内导体是左端面设置长度为Q的缺口，谐振放射腔底部与壳体侧表面距离为N。

2.根据权利要求1所述的一种类同轴结构的过模返波管，其特征在于所述谐振反射腔距距离壳体左端面最近端面与壳体左端面距离为P，所示慢波结构位于壳体内部中间位置，所示内导体距离壳体左端面最近端面与壳体左端面距离为Q，所示慢波结构距离壳体左端面最近端面与壳体左端面距离为Y，所示Y>P>Q，所述Q-P>谐振反射腔宽度。

3.根据权利要求1所述的一种类同轴结构的过模返波管，其特征在于所述慢波结构包括至少一个凹槽，所述凹槽之间间隔与凹槽沿壳体轴线长度相等，所述凹槽底部离与壳体侧表面距离为M，所示X>M>N,所述慢波结构沿轴向长度是壳体轴向长度的1/4到1/2。

4.根据权利要求2所述的一种类同轴结构的过模返波管，其特征在于所述Y<壳体轴长的1/2。

5.根据权利要求1所述的一种类同轴结构的过模返波管，其特征在于所述壳体材质为金属。

6.根据权利要求1所述的一种类同轴结构的过模返波管，其特征在于所述阴极端半径范围比漂移匹配段半径小4mm,漂移匹配段半径为工作频率倒数的0.8～１.8倍，半径单位cm，频率单位GHz。

7.根据权利要求1所述的一种类同轴结构的过模返波管，其特征在于所述内导体半径为漂移匹配段半径的０.44～０.54倍。

8.根据权利要求1所述的一种类同轴结构的过模返波管，其特征在于所述漂移匹配段的长度是器件工作半波长的１、２或３倍。