一種脊加載矩形波導慢波線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種脊加載矩形波導慢波線,包括金屬矩形波導、周期曲折線金屬脊，所述周期曲折線金屬脊加載于金屬矩形波導的內(nèi)壁；周期曲折線的振幅與頻率不變。本發(fā)明通過再矩形波導內(nèi)采用周期曲折線金屬脊加載方式，電磁波沿著脊的表面附近傳播，電子注運行速度和電磁波傳播速度接近時，注波進行能量交換，并放大電磁波高頻場，則可以在毫米波與亞毫米波段滿足慢波線要求。
【專利說明】一種脊加載矩形波導慢波線
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于微波真空電子【技術領域】，涉及行波管，返波管等真空電子器件。
【背景技術】
[0002]慢波線作為行波管注-波互作用的核心部件，其性能優(yōu)劣直接決定了行波管的技術水平。螺旋線和耦合腔一直是行波管中使用最廣泛的慢波系統(tǒng)。螺旋線行波管雖然具有倍頻程以上的帶寬，但由于固定金屬螺旋線的絕緣材料會使得行波管輸出功率受到熱耗散能力的限制；特別是當行波管工作于短厘米和毫米波、亞毫米波段時，由于螺旋線橫向尺寸極小，散熱困難，其功率容量更小。
[0003]耦合腔行波管雖然具有比螺旋線高一個數(shù)量級的功率電平，脈沖功率可高達數(shù)百kff,由于帶邊振蕩的影響，其帶寬十分窄。曲折波導行波管功率容量大，全金屬結構散熱能力強，且在曲折波導上加載雙脊或單脊金屬可以拓寬帶寬，但需專門波在導上加工電子注通道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種新的，性能更優(yōu)的慢波線結構。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術問題所采樣的技術方案是，一種脊加載矩形波導慢波線，其特征在于，包括金屬矩形波導、周期曲折線金屬脊，所述周期曲折線金屬脊加載于金屬矩形波導的內(nèi)壁；周期曲折線的振幅與頻率不變。
[0006]本發(fā)明通過再矩形波導內(nèi)采用周期曲折線金屬脊加載方式，電磁波沿著脊的表面附近傳播，電子注運行速度和電磁波傳播速度接近時，注波進行能量交換，并放大電磁波高頻場，則可以在毫米波與亞毫米波段滿足慢波線要求。相對螺旋線結構，周期曲折線金屬脊加載慢波線采用全金屬結構，功率容量上更高。與耦合腔結構相比，周期曲線型脊加載帶寬遠寬于耦合腔結構。與加載了金屬脊的曲折波導行波管相比，本發(fā)明的矩形波導中間有足夠空間留作電子注通道，無需專門加工電子注通道。
[0007]本發(fā)明的有益效果是，功率容量大、散熱性好、加工簡單、加工成本低、帶寬寬。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是V型單脊矩形波導慢波線的一段截面示意圖；
[0009]圖2是V型對稱雙脊矩形波導慢波線的一段截面示意圖。
具體實施方案
[0010]圖1為V型單脊加載矩形波導慢波線的一段截面，包括金屬矩形波導I，V型金屬脊II，V型金屬脊加載于金屬矩形波導的上內(nèi)壁，金屬矩形波導I內(nèi)除V型金屬脊II的其余部分為真空III，用作電子注及高頻場傳輸通道。V型金屬脊為周期性連續(xù)的V型線，圖1中的一段V型金屬脊為一個1/2周期V型線的結構。本發(fā)明所述周期性連續(xù)的V型線是指該V型線的振幅與頻率不變。設計時，V型線的彎曲角度、脊高度、脊寬度、周期參數(shù)可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整。
[0011]圖2為V型雙脊加載矩形波導慢波線的一段截面，包括金屬矩形波導I，2條V型金屬脊II，2條V型金屬脊分別水平對稱加載于金屬矩形波導的上、下內(nèi)壁，金屬矩形波導I內(nèi)除V型金屬脊II的其余部分為真空III，用作電子注及高頻場傳輸通道。圖1中的一段V型金屬脊為一個1/2周期V型線的結構。可選的，2條V型金屬脊還可以水平交錯設置。
[0012]可選的，加載與矩形波導內(nèi)的金屬脊形狀還可以是周期性連續(xù)的U型線，周期性連續(xù)的正弦型線等滿足振幅與頻率不變的連續(xù)的周期性曲折線。
[0013]在此給出兩個具體的周期曲折線金屬脊加載矩形波導慢波線設計尺寸:
[0014]例1:采用寬7.112mm,高3.556mm的金屬矩形波導,其脊為周期性正弦結構(脊高
1.0mm,周期為1.5mm,脊寬度為0.5mm),對稱雙脊加載，電子注采用圓形電子注，電磁波沿雙脊表面?zhèn)鞑?，與電子注前進速度同步，并在運行過程中實現(xiàn)行波放大。
[0015]例2:采用矩形波導(寬2mm,高Imm),其脊為周期性V型結構(脊高0.3mm,周期為1mm，脊寬度為0.2mm)，單脊加載，電子注采用帶狀電子注，電磁波沿脊和矩形下表面?zhèn)鞑?，與電子注前進速度同步，在運行過程中實現(xiàn)返波振蕩。
【權利要求】
1.一種脊加載矩形波導慢波線，其特征在于，包括金屬矩形波導、周期曲折線金屬脊，所述周期曲折線金屬脊加載于金屬矩形波導的內(nèi)壁；周期曲折線的振幅與頻率不變。
2.如權利要求1所述一種脊加載矩形波導慢波線，其特征在于，所述周期曲折線金屬脊為I條，加載于金屬矩形波導的上內(nèi)壁或下內(nèi)壁。
3.如權利要求1所述一種脊加載矩形波導慢波線，其特征在于，所述周期曲折線金屬脊為2條，分別加載于金屬矩形波導的上內(nèi)壁與下內(nèi)壁。
4.如權利要求3所述一種脊加載矩形波導慢波線，其特征在于，2條周期曲折線金屬脊平行對稱設置。
5.如權利要求3所述一種脊加載矩形波導慢波線，其特征在于，2條周期曲折線金屬脊平行交錯設置。
6.如權利要求1所述一種脊加載矩形波導慢波線，其特征在于，所述周期曲折線包括周期性連續(xù)的V型線，周期性連續(xù)的U型線，周期性連續(xù)的正弦型線。
【文檔編號】H01J23/24GK103441056SQ201310360883
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權日:2013年8月16日
【發(fā)明者】王戰(zhàn)亮, 宮玉彬, 魏彥玉, 段兆云, 馮進軍, 何佳琳, 吳浩, 馮婷 申請人:電子科技大學