[發明專利]一種超寬帶微波管能量耦合結構

有效

• 申請號: 201610309466.9
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN105914116B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 袁學松;謝杰;鄢揚;王彬;蒙林
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01J23/26
• 分類號: H01J23/26
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙)51224
• 代理人: 任遠高

技術領域

本發明涉及微波電真空器件技術領域，尤其是微波電真空器件中的一種工作頻段從直流到Ka波段的超寬帶微波管能量耦合結構。

背景技術

微波管輸能窗是用來為微波管輸入與輸出能量的部件，在結構上要保持微波管內真空狀態；在電氣性能上，讓微波信號盡可能無損耗地從管外傳輸線傳送到管內慢波線或者腔體（或從慢波線、腔體輸送到管外的傳輸線）。

微波管輸能窗設計的良好與否，將直接影響到管子的工作頻帶以及增益和增益平坦度。此外，在微波管的輸入端，過大的反射功率會使輸入信號對電子束的調制降低，使得互作用效率降低；在微波管的輸出端，過大的反射功率被縮減器吸收，容易使縮減器發熱燒壞，因此在微波管中，要求輸入、輸出部件與微波管匹配良好，其頻率響應特性應大于管子的工作帶寬。然而，工作在毫米波頻帶范圍內的微波管，隨著工作頻率升高，器件本身的尺寸變小，輸能窗的設計和制造更加困難，零件的加工和焊接偏差將會引起信號的明顯反射。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種結構簡單、制作方便，可應用到超寬帶微波管中的超寬帶微波管能量耦合結構。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種超寬帶微波管能量耦合結構，包括：介質陶瓷窗片、外導體和內導體；所述介質陶瓷窗片和所述內導體均設置于所述外導體的內部；所述介質陶瓷窗片與所述外導體固定連接，其上設置有圓孔；所述內導體穿過所述圓孔并與所述介質陶瓷窗片固定連接；所述外導體和內導體同軸。通過上述設置，可有效地降低信號反射，減小信號反射功率。

進一步的，在所述外導體上位于其與所述介質陶瓷窗片的連接處設置有向外凹的階變過渡段。通過階變過渡段的設置，可以滿足阻抗匹配條件，減少反射損耗。

進一步的，所述外導體和所述內導體的兩端均采用漸變過渡結構，由此構成漸變過渡段，漸變過渡段的直徑朝靠近端部的方向逐漸變小。外導體和內導體兩端均采用漸變過渡結構的效果在于：易與SMA接頭連接，便于測試使用。

進一步的，所述外導體包括階變過渡段，所述外導體兩側以所述階變過渡段的軸線為對稱軸對稱設置；所述外導體一側包括依次連接的第一平直段、第一漸變過渡段和第二平直段，所述第一平直段與所述階變過渡段的下部連接。

進一步的，所述內導體包括第三平直段和對稱設置于所述第三平直段兩側的第二漸變過渡段。

進一步的，所述介質陶瓷窗片與所述外導體通過焊接固定組件焊接固定。

進一步的，所述焊接固定組件位于所述階變過渡段的外側。

進一步的，所述介質陶瓷窗片為圓片結構，所述圓孔設置在其中部。

進一步的，所述介質陶瓷窗片為介電常數為9.4的圓片狀單晶氧化鋁。

進一步的，所述內導體垂直于所述介質陶瓷窗片。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明結構簡單，制作方便，在超寬帶微波管工作頻帶（0～28GHz）內電壓駐波比達到1.2以下，真空氣密性良好，可應用到超寬帶微波管中，特別是作為超寬帶微波管的輸能窗。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的駐波比曲線。

附圖中附圖標記所對應的名稱如下：1-介質陶瓷窗片，2-外導體，3-內導體，4-焊接固定組件；21-第一平直段，22-第一漸變過渡段，23-第二平直段，24-階變過渡段，31-第三平直段，32-第二漸變過渡段。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，本發明的實施方式包括但不限于下列實施例。

實施例1

如圖1所示，本實施例提供了一種超寬帶微波管能量耦合結構，該結構主要包括有：外導體、內導體和介質陶瓷窗片三部分；其中，外導體為具有空腔的結構，內導體和介質陶瓷窗片均設置于外導體內部的空腔內，內導體為細長結構。外導體、內導體和介質陶瓷窗片的連接方式如下：介質陶瓷窗片通過焊接固定組件與外導體焊接固定，具體的說，介質陶瓷窗片的端部穿出外導體延伸至外導體外部，焊接固定組件覆蓋介質陶瓷窗片穿出的部位；在介質陶瓷窗片的中部開設有圓孔，內導體垂直穿入圓孔并與介質陶瓷窗片焊接固定。外導體、內導體和介質陶瓷窗片的位置關系如下：外導體和內導體同軸，介質陶瓷窗片設置在外導體的中部，以圖1視圖為基準，外導體與內導體在橫向上同軸，介質陶瓷窗片與外導體在軸向上同軸。該種耦合結構可實現工作頻段從直流到Ka波段。