一種高階不對稱體?；匦袷幑軠使饽Ｊ阶儞Q器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及電子行業(yè)真空電子學技術領域，尤其設及一種高階不對稱體?；?旋振蕩管準光模式變換器。
【背景技術】
[0002] 回旋振蕩管是毫米及亞毫米波段重要的高功率微波源，在受控熱核聚變的等離子 體加熱、微波定向能武器等領域有著廣泛的應用前景。
[0003] 目前回旋振蕩管朝著高功率、長脈沖、連續(xù)波輸出的方向發(fā)展。為了提高回旋振蕩 管的功率容量，通常采用高階腔體模式（圓電模、邊廊模和不對稱體膜)作為回旋振蕩管的 工作模式。運類高階腔體模式在傳輸過程中存在嚴重的衍射和極化損耗，并不適合于自由 空間的傳輸，必須將其轉換為利于傳輸?shù)牡碗A波導模式或者自由空間的高斯波束。
[0004] 目前，公知的模式變換裝置可分為波導模式變換器和準光模式變換器。采用波導 模式變換器對高階模式進行降階變換時，變換器的尺寸巨大、加工困難且模式競爭嚴重，實 際上并不可行，因此必須采用準光模式變換器來實現(xiàn)高階腔體模式到高斯波束的高效轉 換。傳統(tǒng)的準光模式變換器一般采用波導末端直接開口的Vlasov型開口福射器，存在較大 的衍射損耗，整體轉換效率較低。尤其是對于工作在高階不對稱體膜的回旋管，Vlasov型開 口福射器難W滿足效率和尺寸的要求。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種高階不對稱體?；匦袷幑軠使饽Ｊ阶?換器，該模式變換器可將1IOG化TE22，6模式變換為純度較高的基模高斯模式。
[0006] 本實用新型的目的是通過W下技術方案來實現(xiàn)的，一種高階不對稱體模回旋振蕩 管準光模式變換器，包括反射鏡面系統(tǒng)，還包括預聚束型開口福射器;所述預聚束型開口福 射器包括金屬波導管，所述金屬波導管內(nèi)壁采用微擾結構，金屬波導管的末端為螺旋切口 結構。
[0007] 進一步，采用微擾結構的波導管內(nèi)壁半徑為：
[000引 R( (J) ,Z) =Rw+az+Sicos( A PiZ-Ii 4 )+S2C0s( A 防z-b 4 )
[0009] 其中：Rw為輸入端圓筒內(nèi)壁半徑，Z和d)分別表示軸向和角向的位置;a為波導張 角，Si和S2為微擾的幅度；A01為TE19,7模與TE25,5?？v向傳播常數(shù)之差的二分之一，A齡 為TE21，6模與TE23,6模縱向傳播常數(shù)的二分之一，Ii= 1，12 = 3。
[0010] 進一步，所述反射鏡面系統(tǒng)包括從左至右依次設置的第一鏡面、第二鏡面、第=鏡 面和第四鏡面，所述第一鏡面反射預聚束型開口福射器的出射波信號，所述第二鏡面反射 第一鏡面反射的波信號，所述第=鏡面反射第二鏡面反射的波信號，所述第四鏡面反射第 =鏡面反射的波信號。
[0011] 進一步，所述第一鏡面為拋物柱面鏡，第二鏡面為拋物柱面鏡，第=鏡面為平面 鏡，第四鏡面為雙焦點拋物面鏡。
[0012]進一步，所述第一鏡面形狀表示為：
[0014]進一步，所述第二鏡面形狀表示為：
[0016] 進一步，所述第=鏡面表面平整。
[0017] 進一步，所述第四鏡面形狀表示為：
[0019] 進一步，所述Rw= 21mm，a = 0.35°，Ii=I ,12 = 3;所述螺旋型切口結構為標準的一 周期螺旋切口，切口的起始位置為Z = 130mm，d) =135°，縱向長度為48mm。
[0020] 由于采用了上述技術方案，本實用新型具有如下的優(yōu)點：
[0021] 1)采用一種預聚束型開口福射器，該福射器由一段不規(guī)則擾動的波紋波導和螺旋 形切口組成。通過特定擾動結構使得工作模式在波導內(nèi)部被轉化為一系列滿足特定幅度和 相位關系的模式的疊加，進而形成高斯分布，并通過螺旋切口福射出去。由于切口位置處于 高斯束斑邊緣表面電流分布最弱的位置，衍射損耗大大減??；
[0022] 2)采用由4面金屬反射鏡組成的反射鏡面系統(tǒng)對福射器的輸出波束進行引導和聚 束，從而得到純度較高的準高斯波束。
[0023] 3)通過預聚束型開口福射器和反射鏡面系統(tǒng)，將回旋振蕩管的工作模式QlOG^ TE22,6模)轉換為純度較高的基模高斯波束，有效減少了能量的損耗，有助于提高回旋振蕩 管的整管效率。
【附圖說明】
[0024] 為了使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用 新型作進一步的詳細描述，其中：
[0025] 圖1是高階不對稱體膜回旋管準光模式變換器的結構示意圖；
[0026] 圖2是預聚束型開口福射器的縱向剖面示意圖；
[0027] 圖3是擾動結構的擾動幅度分布圖；
[00%]圖4是福射器內(nèi)壁的場分布圖；
[0029] 圖5準光模式變換器的整體效果圖；
[0030] 其中1是開口福射器，2是第一鏡面，3是第二鏡面，4是第=鏡面，5是第四鏡面，6是 輸出窗口，7是波導輸入端，8是微擾結構，9是螺旋型切口結構。
【具體實施方式】
[0031] W下將結合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細的描述;應當理解，優(yōu)選實 施例僅為了說明本實用新型，而不是為了限制本實用新型的保護范圍。
[0032] 為使本實用新型的目的、技術方案和效果更加清楚明白，W下結合具體實施例，并 參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。未描述或附圖中未繪示的實施方式，為所屬技術 領域中普通技術人員所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但應了 解，參數(shù)無需確切等于相應的值，而是在可接受的誤差容限或設計約束內(nèi)近似于相應的值。 本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或實施過程中的步驟，除了互相排斥的特 征或步驟外，均可W W任何方式組合。說明書中出現(xiàn)的波導模式名稱均指圓波導模式。
[0033] -種高階不對稱體?；匦袷幑軠使饽Ｊ阶儞Q器，包括反射鏡面系統(tǒng)，還包括預 聚束型開口福射器;所述預聚束型開口福射器1包括金屬波導管，所述金屬波導管內(nèi)壁采用 微擾結構8，金屬波導管的末端為螺旋切口結構9。
[0034] 優(yōu)選的，所述金屬波導管外壁半徑恒定，內(nèi)壁采用微擾結構，采用了微擾結構的內(nèi) 壁半徑為：
[0035] R( 4