[實用新型]一種雙波段相對論速調管放大器

有效

• 申請號: 201520431095.2
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN204696071U
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 許州;雷祿容;袁歡;黃華;馬弘舸;劉振幫;黃吉金;何琥;陳昭福
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院應用電子學研究所
• 主分類號: H01J25/10
• 分類號: H01J25/10;H01J23/18
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 卿誠;吳彥峰

技術領域

本實用新型涉及的是微波電子學器件領域，尤其是一種雙波段相對論速調管放大器。

背景技術

隨著高功率微波的發展，能夠產生兩個頻率的高功率微波源成為高功率微波技術的一個新的發展方向，在國內外都有相關的報道。國內外研制的雙波段微波源是相對論返波振蕩器和磁絕緣線振蕩器，如俄羅斯科學院應用物理研究所的Ginzburg?N?S等人于2003研制的雙頻相對論返波振蕩器模擬得到功率1MW、效率10％、頻率分別為8.8GHz和10.3GHz的雙頻微波輸出(The?4th?IEEE?International?Conference?on?Vacuum?Electronics.2003:181～182.)；國內中國工程物理研究院研制的雙頻磁絕緣線振蕩器，在電子束電壓為530kv，電流為45.5kA的條件下，模擬得到了穩定的雙頻微波輸出，其微波頻率分別為1.28GHz和1.50GHz，周期平均功率約為2.65GW，功率效率約為11％(強激光與粒子束,2007,19(10):1702～1708)。

由于相對論速調管放大器(簡稱RKA)具有高功率、高效率、輸出微波相位和幅度穩定的優點，是一種重要的高功率微波源，已經廣泛應用于通信、雷達、導航、直線加速器等領域。但常規相對論速調管放大器采用單間隙高頻腔結構且腔體尺寸不能機械調諧，通常只能單波段工作，限制了RKA的應用范圍。而對于雙波段RKA的研究，國內外未見相關報道。因此，為了提高RKA的工作性能和拓展其應用范圍，需要設計雙波段工作的RKA，以促進高功率微波源的實用化。

在傳統RKA輸入腔中，為了保證輸入腔中電場的角向均勻性和信號功率匹配注入輸入腔，常采用工作于模式的單間隙重入鼻錐同軸輸入腔，導致不通過調節腔體結構尺寸時輸入腔只能工作于一個頻點。

傳統RKA常采用一個或兩個中間腔，中間腔的增加容易產生自激振蕩。為了得到較高的調制電流強度，通常中間腔的諧振頻率都稍高于工作頻率且諧振于同一個波段，其束流的基波分量一般達到85％以上，經過傳統中間腔后的調制束流其基波分量互波轉換效率較高，而調制束流的二倍頻分量約40％，因此二倍頻分量的互波轉換效率低。

在傳統RKA中，為了保證輸出微波功率高、頻譜單一，常采用固定尺寸的單間隙重入鼻錐輸出腔，導致輸出腔只能工作于一個波段。

實用新型內容

本實用新型的目的，就是針對現有技術所存在的不足，而提供一種雙波段相對論速調管放大器的技術方案，該方案采用同軸信號饋入結構的多間隙輸入腔，采用兩個分別諧振于低、高波段的中間腔，在輸出腔采用距離可調節的輸出過渡段，使輸入腔能夠工作于兩個頻點，使束流在需要的輸出微波頻點得到較高調制，使輸出腔能工作于兩個波段輸出微波的頻點。

本方案是通過如下技術措施來實現的：

一種雙波段相對論速調管放大器，包括有漂移管、輸入腔、第一中間腔、第二中間腔和輸出腔；輸入腔設置在漂移管靠近陰極的側壁上；輸出腔設置在漂移管遠離陰極的一端；第一中間腔設置在輸出腔和輸入腔之間的漂移管側壁上；第二中間腔設置在第一中間腔和輸出腔之間的漂移管側壁上。

作為本方案的優選：輸入腔的信號輸入端設置有輸入同軸線外導體和輸入同軸線內導體；輸入腔內部設置有兩個輸入腔隔環。

作為本方案的優選：第一中間腔靠近輸入腔端設置有中間腔鼻錐。

作為本方案的優選：第二中間腔內設置有兩個中間腔隔環。

作為本方案的優選：輸出腔包括有支撐桿、輸出同軸線外導體、輸出同軸線內導體和收集極；輸出同軸線外導體設置在輸出腔的內壁上；輸出同軸線內導體設置在輸出腔內部并通過支撐桿與輸出同軸線外導體連接；輸出同軸線內導體靠第二中間腔的一端與收集極連接；輸出同軸線內導體遠離第二中間腔的一端與負載連接。

作為本方案的優選：輸出同軸線內導體的外壁上設置有輸出過渡段。

作為本方案的優選：收集極上設置有輸出腔鼻錐。

作為本方案的優選：輸出過渡段與輸出腔鼻錐之間的軸向距離能夠調節。