[發(fā)明專利]回旋管開槽開放諧振腔

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810044678.4
• 申請日: 2008-06-11
• 公開（公告）號: CN101299479A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宏福;牛新建;喻勝;徐勇;王麗;黃勇
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01P7/06
• 分類號: H01P7/06;H01J23/00
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司
• 代理人: 鄧?yán)^軒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種回旋管開槽開放諧振腔，屬于高功率毫米波源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在微波武器、毫米波雷達(dá)、通信、精確制導(dǎo)、陶瓷燒結(jié)、熱核聚變的等離子體加熱和高能物理等強(qiáng)烈需求的推動下，高功率相干毫米波源的研究在國際上受到高度重視，并迅速發(fā)展成為研究前沿與熱點(diǎn)。在等離子體物理學(xué)和相對論電子學(xué)的發(fā)展帶動下，人們研制出了能夠在此波段有效工作的快波器件——回旋管(1.Twiss?R.Q.，Roberts?J.A.Electromagnetic?radiation?from?electrons?rotating?in?anionized?medium?under?the?action?of?a?uniform?magnetic?field.Aust.J.Phys.1958，11：424～432.2.Schneider?J.Stimulated?emission?of?radiation?by?relativistic?electronsin?a?magnetic?field.Phys.Rev.Lett，1959，2：504-508.3.A.V.Gaponov，“Interaction?between?irrectilinear?electron?beams?and?electromagnetic?waves?intransmission?lines，”Izv.VUZov.Radiofiz.，vol.2，pp.836-837，1959.)。回旋管結(jié)構(gòu)相對簡單，在很寬的頻率范圍，特別是在毫米波和亞毫米及太赫茲波段能以多種方式產(chǎn)生脈沖峰值功率與連續(xù)波功率，因而在國際上受到高度重視。為了獲得高功率，回旋管一般工作于大橫向尺寸的高次波導(dǎo)模式，這時(shí)波導(dǎo)模式很密，這就面臨嚴(yán)重的模式競爭問題；高頻率回旋管面臨的另一個(gè)嚴(yán)重問題是，為了滿足回旋諧振條件，基波回旋管需要很強(qiáng)的工作磁場。例如，頻率在94GHz的回旋管，為了保證工作模式與電子注回旋基波高效互作用，需要大約3.5特斯拉的直流磁場，諧波工作的回旋管所要求的磁場強(qiáng)度是基次回旋諧波工作的1/s(s是諧波次數(shù))，但是，伴隨著諧波次數(shù)的增加，模式競爭問題越來越嚴(yán)重；同時(shí)要想得到較高的注波互作用效率也變得更加困難(Victor?L.Granatstein，“A?quartercentury?of?gyrotron?research?and?development”，IEEE?TRANS.ON?PLASMA?SCI，VOL.25，NO.6，pp.1322，1997.)。綜上所述，如何抑制競爭模式是提高回旋管穩(wěn)定性，從而獲得高功率高效率的關(guān)鍵，正是目前研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種回旋管開槽開放諧振腔。它具有在毫米波、亞毫米波及太赫茲頻段產(chǎn)生高功率相干輻射的能力，有廣泛的軍事及民用應(yīng)用前景。

本發(fā)明的目的有以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)

回旋管開槽開放諧振腔的內(nèi)壁上開設(shè)一個(gè)或多個(gè)軸向槽，以切斷競爭模式的角向壁電流；或者在諧振腔的內(nèi)壁上開設(shè)角向槽，以切斷競爭模式的縱向壁電流。

當(dāng)工作模式為非軸對稱模式時(shí)，在工作模式角向壁電流為零的地方開軸向槽。

軸向槽的寬度較波長λ小的多。

軸向槽的深度為0＜D＜λ/2，D為槽的深度，λ為工作波長。

角向槽的寬度較波長λ小的多。

角向槽深度為0＜D＜λ/2，D為槽的深度，λ為工作波長。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.通過開軸向槽切斷競爭模式的角向壁電流而不破壞工作模式的壁電流，競爭模式被抑制，諧振腔的穩(wěn)定性被提高。

2.通過開角向槽切斷競爭模式的縱向壁電流而不破壞工作模式的壁電流，競爭模式被抑制，諧振腔的穩(wěn)定性被提高。

3.通過軸向開槽，固定了工作模式的極化方向，可以方便應(yīng)用。

附圖說明

圖1為諧振腔橫截面圖，諧振腔內(nèi)壁被軸向開槽。

1諧振腔，2軸向槽

圖2是諧振腔縱向截面圖，諧振腔內(nèi)壁被角向開槽。

3諧振腔，4角向槽

圖3是諧振腔橫截面圖，用于TE21回旋管的軸向開槽諧振腔，槽為軸對稱分布，槽間夾角為90度，角向指標(biāo)不是2和4的模式被抑制。

5諧振腔，6軸向槽

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是本實(shí)施例只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。