[發明專利]高次模多注速調管輸出電路

無效

• 申請號: 200710027338.6
• 申請日: 2007-03-29
• 公開（公告）號: CN101051594A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 林福民;袁文蛟
• 申請（專利權）人: 汕頭大學
• 主分類號: H01J25/10
• 分類號: H01J25/10;H01J23/36;H01P7/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司
• 代理人: 溫旭

【技術領域】

本發明涉及一種微波源輸出電路，具體說涉及一種高次模多注速調管輸出電路。

【背景技術】

多注速調管是一類非常重要的大功率微波源，它的基本工作原理是：首先在輸入腔中輸入較弱的微波信號對直流電子注進行速度調制，然后讓電子注通過一段漂移管，使速度調制轉變為電子注的密度調制，實現電子注的群聚；當電子注進入第二腔時，群聚電子注將會在第二腔的間隙中產生高頻感應電流，其中的基波分量激勵起了第二腔的諧振，諧振產生的間隙電壓對電子注進行第二次速度調制，然后再讓電子注通過一段漂移管實現更緊密群聚，經過反復多次的速度調制和群聚過程，最后，當已經高度群聚的電子注進入輸出腔時，在輸出腔的間隙處產生很強的高頻軸向電壓，該間隙電壓使電子注大幅減速，把電子注的直流能量轉變為微波能，并通過耦合電路將微波傳輸至負載。因此，多注速調管的輸出電路(包括輸出腔、耦合結構和傳輸線)在整管工作中起到非常關鍵的作用，其設計好壞對整管的效率、帶寬、輸出功率和穩定性都有重要的影響。

由于多注速調管具有輸出功率高、效率帶寬積大和結構緊湊牢固等優點，因此近十年來備受關注。但是，由于高射頻段(X波段以上)的基模諧振腔尺寸較小，在很小的橫截面上做很多電子注通道，這不僅工藝困難，而且電子注通過率低，速度離散嚴重，因此，研制高射頻段多注速調管非常困難，而且效率、帶寬和輸出功率都較低。為了提高高射頻段多注速調管的效率、帶寬和輸出功率，采用高次模諧振腔的思想應運而生。

然而，采用高次模諧振腔還有很多技術難題尚待解決，其中有一個難以克服的關鍵問題就是：如何設計高次模輸出腔和輸出電路，才能使高次模輸出腔中互作用間隙處的軸向電場比較均勻，這對提高高次模多注速調管的效率、帶寬和工作穩定性非常重要。

目前高次模多注速調管所采用的輸出電路大多為單間隙高次模諧振腔加載矩形波導型輸出電路，例如，圖1是目前所采用的一種X波段高次模多注速調管的輸出電路。在圖1所示輸出電路中，由于輸出腔與矩形波導耦合以后破壞了諧振腔中電磁場分布的對稱性，使靠近耦合口和遠離耦合口處的軸向電場差別很大，這加劇了電子注的速度離散，導致注波換能效率低下，極大地限制了整管效率和輸出功率的提高，嚴重的速度離散還可能引起自激振蕩，使整管工作不穩定。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種高效率，頻帶寬，工作穩定，并且體積小的高次模多注速調管輸出電路。

一種高次模多注速調管輸出電路，包括一個導體壁圍成的長方體諧振腔以及與諧振腔連接成“丁”字形的同軸波導，諧振腔中間有一金屬隔層，即耦合壁，把諧振腔分隔為兩個完全相同的空隙；耦合壁中部約三分之一邊長的區域開有“田”字形耦合槽，以實現兩個互作用間隙的耦合；“田”字形耦合槽中間“十”字形導體架的一端連接同軸波導的內導體，以引出高頻電流，實現微波輸出；耦合壁兩邊各開有勻稱分布并且穿透諧振腔上下底面的六個小孔，形成12個電子注通道；耦合壁小孔外側各開有兩道對稱的弧形槽，以確保互作用間隙處軸向電場更均勻，從而提高注波換能效率。

【附圖說明】

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1為一種X波段高次模多注速調管的輸出電路；

圖2為本發明提供的高次模多注速調管輸出電路的立體圖(去掉外蓋)；

圖3為輸出電路圖2沿A-A的剖面圖(Z＝0)；

圖4為輸出電路圖2沿B-B的剖面圖(Y＝0)；

圖5為輸出電路圖2A-A剖面圖中電場分布(Z＝0)；

圖6為輸出腔內π模電場分布圖(Y＝0)；

圖7為互作用間隙處TM₃₁₀模電場分布圖(Z＝5)；

圖中標號所表示的部件為：1-1孔，2-2孔，3-3孔，4-4孔，5-5孔，6-6孔，7-7孔，8-8孔，9-9孔，10-10孔，11-11孔，12-12孔，13為同軸波導的內導體，14為弧形耦合槽，15為“十”字形導體架，16為“田”字形耦合槽，17為長方體諧振腔，18為同軸波導，19為諧振腔中間的耦合壁，20為互作用間隙(上間隙)，21為互作用間隙(下間隙)。

【具體實施方式】