一種寬帶相對(duì)論速調(diào)管放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是微波電子學(xué)領(lǐng)域，具體是一種寬帶相對(duì)論速調(diào)管放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]相對(duì)論速調(diào)管放大器(RKA)是最具潛力的高功率微波產(chǎn)生器件之一，由于RKA具有高功率、高效率、輸出微波相位和幅度穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、直線(xiàn)加速器等領(lǐng)域。在加速器領(lǐng)域主要應(yīng)用高峰值功率、窄帶工作的速調(diào)管。但在一些預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)中，由于抗干擾的需要，要求速調(diào)管具有一定的工作帶寬，而普通RKA的帶寬不大于5%，限制了其應(yīng)用范圍，因此拓展相對(duì)論速調(diào)管放大器的帶寬是RKA研宄中的重點(diǎn)之一。
[0003]RKA帶寬主要由輸出段的帶寬和基波調(diào)制電流的帶寬(群聚段的帶寬)決定，展寬群聚段和輸出段的帶寬是實(shí)現(xiàn)寬帶速調(diào)管放大器的關(guān)鍵。目前，在傳統(tǒng)的相對(duì)論速調(diào)管放大器中，一般采用單間隙輸入腔、感性中間腔(中間腔的頻率高于工作頻率即中間腔呈感性)和單間隙輸出腔結(jié)構(gòu)，因此影響相對(duì)論速調(diào)管放大器帶寬的因素主要有三個(gè):1.輸入腔Q值高且特性阻抗低，使得電子束經(jīng)過(guò)輸入腔后的束流帶寬不高。2.調(diào)制腔個(gè)數(shù)少且為了增加調(diào)制電流強(qiáng)度使調(diào)制腔冷腔頻率一般高于工作頻率(腔體呈感性)導(dǎo)致RKA群聚段的束流帶寬窄。3.輸出腔Q值較大和特性阻抗低，使得電子束在輸出腔間隙激勵(lì)起來(lái)的電場(chǎng)強(qiáng)度較高，引起部分電子回流和射頻擊穿引起RKA的輸出段帶寬低。
[0004]在傳統(tǒng)RKA輸入腔中，為了保證輸入腔中電場(chǎng)的角向均勻性和信號(hào)功率匹配注入輸入腔，常采用工作于模式的單間隙重入輸入腔，導(dǎo)致輸入腔Q值較高且特性阻抗較低，降低了輸入腔的工作帶寬。為了降低輸入腔Q值和提高其特性阻抗，需要在不引起輸入腔電場(chǎng)角向均勻性變差的情況下改進(jìn)輸入腔結(jié)構(gòu)。
[0005]傳統(tǒng)RKA常采用一個(gè)或兩個(gè)中間腔，為了得到較高的調(diào)制電流強(qiáng)度，通常中間腔的諧振頻率都高于工作頻率而呈感性，導(dǎo)致束流經(jīng)過(guò)中間腔調(diào)制后的帶寬窄。為了增加RKA群聚段后的調(diào)制束流帶寬，需要合理設(shè)置中間腔的個(gè)數(shù)和頻率。
[0006]在傳統(tǒng)RKA中，為了保證輸出微波功率高、頻譜單一，常采用單間隙重入鼻錐輸出腔，導(dǎo)致輸出腔特性阻抗低和Q值較高，使得電子束在輸出腔間隙激勵(lì)起來(lái)的電場(chǎng)強(qiáng)度較高，引起部分電子回流和射頻擊穿，影響了 RKA輸出微波的帶寬。為了提高RKA輸出段的帶寬，需要提高輸出腔特性阻抗和降低Q值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的，就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種寬帶相對(duì)論速調(diào)管放大器的技術(shù)方案，該方案采用多間隙輸入腔、兩個(gè)差參頻率調(diào)諧中間腔和多間隙輸出腔，提高相對(duì)論速調(diào)管放大器的帶寬到10%。
[0008]本方案是通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種寬帶相對(duì)論速調(diào)管放大器，包括有設(shè)置在漂移管上的輸入腔、輸出腔、第一中間腔、第二中間腔、第一輸出過(guò)渡段、第二輸出過(guò)渡段、收集極、支撐桿、輸出同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體和輸出同軸線(xiàn)外導(dǎo)體；輸入腔設(shè)置在漂移管上靠近陰極的一端；輸入腔內(nèi)部設(shè)置有兩個(gè)輸入腔隔環(huán)；輸入腔的饋入系統(tǒng)設(shè)置有輸入同軸線(xiàn)外導(dǎo)體和輸入同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體；第一中間腔設(shè)置在輸入腔和輸出腔之間靠近輸入腔的漂移管上；第二中間腔設(shè)置在輸入腔和輸出腔之間靠近輸出腔的漂移管上；輸出腔設(shè)置在漂移管上遠(yuǎn)離陰極的一端；輸出腔后設(shè)置有第一輸出過(guò)渡段；支撐桿后方設(shè)置有第二輸出過(guò)渡段；第一輸出過(guò)渡段通過(guò)輸出同軸線(xiàn)外導(dǎo)體與負(fù)載連接；第二輸出過(guò)渡段通過(guò)輸出同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體與負(fù)載連接；支撐桿將收集極和輸出同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體固定在輸出同軸線(xiàn)外導(dǎo)體內(nèi)部。
[0009]作為本方案的優(yōu)選:輸出腔內(nèi)設(shè)置有輸出腔隔環(huán)。
[0010]作為本方案的優(yōu)選:第一中間腔的頻率低于中心頻率且比10%帶寬的下限頻率高至少100MH ;第一中間腔能對(duì)設(shè)計(jì)帶寬內(nèi)的低頻段信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。
[0011]作為本方案的優(yōu)選:第二中間腔的頻率高于中心頻率且比10%帶寬的上限頻率底至少100MH ;第二中間腔能夠?qū)υO(shè)計(jì)帶寬內(nèi)的中心段和高頻段的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。
[0012]作為本方案的優(yōu)選:輸入腔內(nèi)設(shè)置有輸入腔隔環(huán)。
[0013]作為本方案的優(yōu)選:第一中間腔和第二中間腔上設(shè)置有鼻錐。
[0014]本方案的有益效果可根據(jù)對(duì)上述方案的敘述得知，由于在該方案中輸入腔的饋入系統(tǒng)采用輸入同軸線(xiàn)內(nèi)、外導(dǎo)體可以有效降低輸入腔的Q值、改善輸入腔中電場(chǎng)的角向均勻性并且輸入腔設(shè)置有兩個(gè)輸入腔隔環(huán)，增加了輸入腔的間隙數(shù)目，提高了輸入腔的特性阻抗且可以通過(guò)模式重疊使輸入腔頻率特性變得更平坦。同軸線(xiàn)饋入系統(tǒng)、低Q值高特性阻抗三間隙重疊模腔能展寬相對(duì)論速調(diào)管放大器輸入腔的帶寬。
[0015]第一中間腔的頻率低于中心頻率且比10%帶寬的下限頻率高至少100MH ;第一中間腔能對(duì)設(shè)計(jì)帶寬內(nèi)的低頻段信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。第二中間腔的頻率高于中心頻率且比10%帶寬的上限頻率底至少100MH ;第二中間腔能夠?qū)υO(shè)計(jì)帶寬內(nèi)的中心段和高頻段的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。兩個(gè)差參頻率調(diào)諧中間腔可以拓展相對(duì)論速調(diào)管放大器群聚段的束流帶寬。
[0016]輸出腔內(nèi)設(shè)置有輸出腔隔環(huán)，使輸出腔成為雙間隙結(jié)構(gòu)，相比于單間隙輸出腔具有更高的特性阻抗、更低的間隙電壓，可以減輕電子回流和射頻擊穿，有利于改善RKA的輸出段帶寬。另外采用模和模頻率部分重疊使得雙間隙輸出腔的Q值很低，可以使RKA輸出段在頻帶內(nèi)獲得平坦的頻率特性、高特性阻抗、重疊模雙間隙輸出腔拓展了 RKA輸出段的帶寬。
[0017]由此可見(jiàn)，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，其實(shí)施的有益效果也是顯而易見(jiàn)的。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，I為漂移管，2為高頻信號(hào)，3為輸入腔，5為第一中間腔，7為第二中間腔，9為