[實用新型]包含多漸變段的螺旋線行波管的慢波結構及其高頻結構

有效

• 申請號: 201720497916.1
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN206697441U
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 王小寧;蘇小保;肖劉
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: H01J23/26
• 分類號: H01J23/26
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本實用新型屬于電子元器件中的微波電子管領域，涉及一種包含多漸變段的螺旋線行波管的慢波結構及其高頻結構。

背景技術

毫米波螺旋線行波管具有高效率、高增益、大功率和寬頻帶的特點，在衛星通信、雷達和電子對抗等領域得到了廣泛的應用?？臻g行波管作為功率放大器的核心部件，其各項性能指標需要有較大的提升，進而適應高分辨率雷達探測技術和高速率通信技術的發展需求。

當采用常規的雙漸變螺旋線慢波結構來提高雙頻段Ka波段(33GHz～36GHz)/Q波段(43.5GHz～46.5GHz)行波管的電子效率時，在兩個頻段均出現了返波振蕩，嚴重影響了行波管工作的穩定性；當行波管在飽和狀態工作時，輸出功率較高，但此時的線性度較差，會使多載波信號產生交調成分，導致交調失真和鄰道干擾現象的發生，影響整個通信系統的性能。

針對行波管存在的大功率返波振蕩和線性度差等問題開展了相應的研究，目前應用最多的是采用動態相速漸變/跳變技術，總的說來，目前的研究主要從抑制大功率行波管返波振蕩或者提高行波管的線性度這兩個方面單獨進行，并沒有一個綜合的方案將二者同時結合起來加以改進，目前設計出來的螺旋線行波管的慢波結構僅僅適用于Ka波段或Q波段的單頻段，工作帶寬不夠寬，不能滿足雙頻段空間行波管的發展需求。因此仍然存在如下技術問題亟待解決：提出一種大功率雙頻段毫米波螺旋線行波管慢波結構，實現同時抑制返波振蕩和保持良好的線性度，并且還具有較高的電子效率和輸出功率。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

本實用新型提供了一種包含多漸變段的螺旋線行波管的慢波結構及其高頻結構，以至少部分解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

根據本實用新型的一個方面，提供了一種包含多漸變段的螺旋線行波管的慢波結構，包括：輸入端100，其間設置有輸入端漸變段，此部分經過電子的速度調制和密度調制在輸入端100的末端實現電子群聚，建立增長波；輸出端200，包括：相速增加段210，對電子相位進行正補償并對輸入端的群聚電子繼續進行群聚；相速漸變段220，連接相速增加段210與相速降低段230，設置有至少兩個具有不同斜率的分漸變段；以及相速降低段230，將電子注的能量交給電磁場，完成能量輸出；切斷300，設置于輸入端100與輸出端200之間，其切斷反饋途徑；以及衰減器400，包括：主衰減器410，位于切斷300的兩側，切斷反饋途徑；以及副衰減器420，位于輸入端100內部，其吸收反射波和返波功率。

在本實用新型的一個實施例中，具有不同斜率的分漸變段滿足如下條件：各個分漸變段斜率的絕對值沿縱向逐漸遞減。

在本實用新型的一個實施例中，輸出端的相速漸變段中各個分漸變段的軸向長度相等。

在本實用新型的一個實施例中，輸入端漸變段為第一類輸入端漸變段120，其采用斜坡結構，輸入端100包括三個部分：AB段、BC段以及CD₁段，其中BC段為斜坡，其螺距為P1，滿足如下關系式：

P1＝1.035P0

其中，P0表示基準螺距，大小等于AB段的螺距；A、B、C、D₁表示包含多漸變段的螺旋線行波管的慢波結構各個部分的節點；

輸入端100各部分的螺距分布對應的軸向長度L1，L2和L3均小于輸入端100的返波起振長度；輸入端100的總長度介于0.4len～0.5len之間，其中，len表示該慢波結構的總長度。

在本實用新型的一個實施例中，輸入端漸變段為第二類輸入端漸變段140，該第二類輸入端漸變段包含至少一個凸起。

在本實用新型的一個實施例中，輸入端漸變段包括一個凸起結構，該凸起結構為矩形，包括三個部分：KL段、MN段以及OD₁段，其對應的螺距分別為：P6，P7，P6，軸向長度分別為：L7，L8，L9，滿足如下關系式：

P6＝1.017P0，P7＝1.034P0，L7＝0.1len，L8＝0.0065len，L9＝0.175len

其中，K、L、M、N、O表示包含多漸變段的螺旋線行波管的慢波結構各個部分的節點。

在本實用新型的一個實施例中，相速增加段210內設置有一凹槽結構，該凹槽部分包括三個部分：D₂E段、EF段以及FG段，D₂E段和FG段的螺距為P2，對應軸向長度分別為L4和L6，EF段的螺距為P3，對應軸向長度為L5，其滿足如下關系式：