[發明專利]適用于螺旋線行波管的寬帶大功率輸能結構

有效

• 申請號: 201810955279.7
• 申請日: 2018-08-21
• 公開（公告）號: CN109148243B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 吳鋼雄;殷海榮;魏彥玉;楊睿超;王凡;李倩;雷霞;徐進;岳玲娜;趙國慶;王文祥;許準
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01J23/52
• 分類號: H01J23/52
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平;陳靚靚

本發明公開了一種適用于螺旋線行波管的寬帶大功率輸能結構，輸入同軸線與匹配段同軸線連接，匹配段同軸線的外導體連接漸變雙脊波導的外殼，內導體自漸變雙脊波導的中點伸入漸變雙脊波導內腔一段長度形成同軸線探針，過渡矩形導體位于漸變雙脊波導中頂部脊棱與后腔匹配脊棱之間，同軸線探針連接過渡矩形導體，過濾矩形導體另一端和阻抗變換脊棱連接，阻抗變換脊棱用于實現過渡矩形導體和WRD650雙脊波導脊棱間的模式變換，漸變雙脊波導另一端和WRD650雙脊波導連接，在WRD650雙脊波導中插入方形介質窗片。本發明適合螺旋線行波管的寬帶、大功率輸出。

技術領域

本發明屬于微波電真空技術領域，更為具體地講，涉及一種適用于螺旋線行波管的寬帶大功率輸能結構。

背景技術

微波電真空器件輸能結構是微波電子器件如行波管、速調管、返波管、磁控管等中的一個重要組成部分，它不僅能夠保證信號的順利傳輸，還能起到密封的效果，使得管內處于一種電真空環境中而正常工作。通常情況下，微波結構性能的好壞直接制約著電真空微波器件的輸出性能，比如輸能結構的帶寬、承受功率以及微波窗的氣密性等因素。在寬頻帶的電真空器件中，就需要輸能結構在較寬的工作頻帶范圍內有良好的微波傳輸特性，保證微波信號的在較小的反射下順利傳輸；而對于寬頻帶、大功率電真空器件來說，就不僅需要輸能結構滿足寬帶寬范圍內反射小，傳輸性能優良的要求，還需要輸能結構能夠滿足大功率傳輸，在大功率工作的情況下不會出現電壓擊穿，窗片破裂等情況。

螺旋線行波管是微波電真空器件家族中最重要的一種電真空器件，其寬頻帶、高增益、高功率等特點被廣泛運用于各類軍事電子技術，特別是雷達、電子對抗、衛星通信方面領域。隨著各國軍事電子技術和國防裝備的不斷向前發展，要求螺旋線行波管能夠在更高的頻率、更寬的帶寬、更好的穩定性獲得更高的輸出功率以滿足軍事裝備部件的小型化，靈活機動性，減少能耗等需求。因此寬頻帶、大功率的螺旋線行波管在國防軍事，衛星通信，電子對抗等領域扮演者越來越重要的角色。而制約螺旋線行波管朝著寬頻帶、大功率方向發展的一個重要的因素就是輸能結構的設計。相比于其他的電真空器件來說，螺旋線行波管在慢波電路結構較為復雜，另外為了滿足寬頻帶的要求，需要慢波結構的歸一化色散曲線較為平坦，以保證使行波管能在較寬的頻帶范圍較好地進行電壓同步，往往需要各種金屬翼片加載，甚至進行跳變、漸變的方式，使得行波管的結構更加復雜。這也給寬頻帶行波管的輸能結構設計帶來了不小的挑戰。受限于螺旋線行波管結構的復雜性，通常只能通過一段同軸線和螺旋線慢波結構進行連接，然后再通過同軸線與微波窗片進行漸變匹配輸出。同軸線怎么過渡和窗片進行連接，以及該選擇怎樣的窗片不僅能保證寬頻帶、大功率的性能要求，還要加工工藝簡單，可靠性強一直是寬帶大功率螺旋線行波管設計者的難題。

適用于螺旋線行波管的微波窗主要有盒型窗、同軸窗、圓波導窗等。同軸窗和同軸線進行漸變匹配往往是最好的選擇，但由于大功率的要求，往往在功率容量和加工工藝方面不能滿足要求；盒型窗也是使用在螺旋行波管中較為廣泛的一種結構，但是往往盒型窗只能工作在中心頻率的20％較窄的頻帶范圍內，適用范圍較小。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種適用于螺旋線行波管的寬帶大功率輸能結構，適合螺旋線行波管的寬帶、大功率輸出。

為實現上述發明目的，本發明適用于螺旋線行波管的寬帶大功率輸能結構包括輸入同軸線、匹配段同軸線、同軸線探針、漸變雙脊波導、過渡矩形導體、WRD650雙脊波導和方形介質窗片，其中：

輸入同軸線與匹配段同軸線連接，輸入同軸線和匹配段同軸線的內外導體之間填充空氣介質，輸入同軸線和匹配段同軸線的內導體尺寸相同，匹配段同軸線的外導體半徑小于輸入同軸線的外導體半徑；

匹配段同軸線另一端的外導體連接漸變雙脊波導的外殼，內導體自漸變雙脊波導的中點伸入漸變雙脊波導內腔一段長度，形成同軸線探針；