[實用新型]一種跨波段多頻可控相對論返波振蕩器

有效

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• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN206877965U
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設計）人: 張運儉;馬弘舸;丁恩燕;秦風;趙剛;林江川;蔡金良;鐘龍權
• 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: H01J25/46
• 分類號: H01J25/46;H01J23/24
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權代理有限公司51214
• 代理人: 沈強

技術領域

本發(fā)明屬于高功率微波器件技術領域，具體涉及一種跨波段多頻可控相對論返波振蕩器。

背景技術

為應對復雜用頻設備，多頻可控高功率微波器件成為一種迫切需要研究的核心部件，該類器件的形成是隨著高功率微波技術逐步走向實用化而提出的一種潛在應用場景的實施對策。多頻可控高功率微波器件工作過程為：在每一個脈沖電壓下器件通過調節(jié)結構參數(shù)可依次輻射產(chǎn)生不同頻率的高功率微波，其中各頻點可通過預設按照一定規(guī)則產(chǎn)生，各頻點按照一定次序獨立產(chǎn)生，互不干擾。

由于其結構參數(shù)對輸出微波頻率的敏感關聯(lián)性及結構易調節(jié)，相對論返波振蕩器成為多頻可控高功率微波器件的主要選擇之一。相對論返波振蕩器的基本構成主要包括強流爆炸發(fā)射陰極、反射腔、漂移腔、慢波結構及引導磁場。慢波結構是相對論返波振蕩器的關鍵區(qū)域，相對論返波管是利用器件內(nèi)的返波與相對論電子束相互作用，從而產(chǎn)生高功率微波，其慢波結構周期直接決定產(chǎn)生的高功率微波頻率；諧振反射腔有兩個方面的作用：將慢波結構區(qū)產(chǎn)生的微波反射回慢波結構區(qū)，增強電子束同慢波結構的互作用，同時具有一定選頻作用；漂移腔是強流電子束進入束波互作用區(qū)—慢波結構之前的一段平滑波導管，主要作用是經(jīng)反射腔預調制進入漂移腔的電子束與經(jīng)慢波結構入射端進入漂移腔的同步諧波相互作用，提高束波轉換效率，漂移腔長度的改變引起群聚電子同步諧波相位變化也可以引起微波產(chǎn)生頻率的局部移動。

相對論返波振蕩器中，電子束與微波之間的能量交換通過與電子束同步的返向波的-1次諧波來完成，既電子束速度與返向波的-1次諧波的群速大概相等。相對論返波振蕩器一般工作在600kV～800kV左右，電子束速度一般為 0.8c，則輻射微波頻率與慢波結構有關系式：f(GHz)·d(cm)≈12。

由輻射微波頻率與慢波結構有關系式可以計算在1.5GHz～3GHz(L～S波段)，慢波結構周期長度為8cm～4cm；7GHz～20GHz(C～Ku波段)，慢波結構周期長度為1.7cm～0.6cm。由上述計算可知由于慢波結構周期與頻率的強關聯(lián)關系，單純調節(jié)一段慢波結構無法實現(xiàn)相對論返波振蕩器在L～Ku波段的高功率微波產(chǎn)生。

實用新型內(nèi)容

本發(fā)明在現(xiàn)有技術基礎上，通過兩段可控慢波周期結構，利用同軸結構無截止頻率的特點，實現(xiàn)單一相對論返波器件可控產(chǎn)生L～Ku波段的高功率微波。

一種跨波段多頻可控相對論返波振蕩器，包括套筒、沿套筒軸線依次設置在套筒內(nèi)壁的兩段慢波結構、沿套筒軸心設置的同軸內(nèi)導體，所述兩段慢波結構相互獨立設置且兩段慢波結構的周期長度均可調，與所述慢波結構相互作用產(chǎn)生多頻可控高功率微波的電子束為同一直徑電子束。

進一步地，所述每段慢波結構均由多個設置有連接段的盤荷波導盤片連接構成。

進一步地，所述連接段上設置有螺紋孔，所述每個盤荷波導盤片通過套在螺紋孔內(nèi)的一螺桿進行連接。

進一步地，所述每段慢波結構的周期長度通過螺桿進行調節(jié)。

進一步地，所述其中一段慢波結構為低頻段慢波結構，所述低頻段慢波結構的周期長度為4cm～8cm。

進一步地，所述低頻段慢波結構產(chǎn)生的高功率微波為多頻可控低頻段高功率微波，所述低頻段為L～S波段。

進一步地，所述另一段慢波結構為高頻段慢波結構，所述高頻段慢波結構的周期長度為0.6cm～1.7cm。

進一步地，所述高頻段慢波結構產(chǎn)生的高功率微波為多頻可控高頻段高功率微波，所述高頻段為C～Ku波段。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和有益效果：

在現(xiàn)有技術基礎上，通過兩段可控慢波周期結構，利用同軸結構無截止頻率的特點，實現(xiàn)單一相對論返波器件產(chǎn)生L～Ku波段的高功率微波。該發(fā)明技術使得同軸相對論返波振蕩器結構簡單，并且所有頻率的高功率微波產(chǎn)生只利用同一直徑電子束，增強器件結構的可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的的正面剖視圖。

圖2為處于低頻工作狀態(tài)的多頻可控相對論返波振蕩器的正面剖視圖。

圖3為處于高頻工作狀態(tài)的多頻可控相對論返波振蕩器的正面剖視圖。

其中：1、套筒，2、低頻段慢波結構，3、高頻段慢波結構，4、同軸內(nèi)導體。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。