[發明專利]一種跨X、Ka波段頻率可調相對論返波振蕩器

有效

• 申請號: 201811057701.3
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109192640B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 葛行軍;張鵬;趙晨煜;王蕾;羅志誠;陳思遙;李志強;張強;袁成衛;張軍;賀軍濤;舒挺;張建德
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H01J25/46
• 分類號: H01J25/46;H01J23/04;H01J23/24
• 代理公司: 長沙中科啟明知識產權代理事務所(普通合伙) 43226
• 代理人: 任合明

本發明涉及高功率微波技術領域的微波源器件，尤其是一種跨X、Ka波段頻率可調相對論返波振蕩器；由內外兩套電磁結構組成，外部電磁結構包括外陰極座、外陰極、陽極外筒、外截止頸、第一外慢波結構、第二外慢波結構、隔離段、內導體、外調制腔、提取腔、外錐形波導、外微波輸出口、第一支撐桿、第二支撐桿、螺線管磁場；內部電磁結構包括內陰極座、內陰極、陽極內筒、內截止頸、前置反射腔、第一內慢波結構、第二內慢波結構、內調制腔、內錐形波導、內微波輸出口，整個結構關于中心軸線旋轉對稱；本發明僅通過調節內、外陰極與截止頸之間的距離，即可實現跨波段微波輸出，調節方式簡單易行。

技術領域

本發明涉及高功率微波技術領域的微波源器件，尤其是一種跨X、Ka波段頻率可調相對論返波振蕩器(Relativistic Backward-Wave Oscillator，簡稱為RBWO)。

背景技術

高功率微波通常是指功率大于100MW、頻率介于0.1GHz～100GHz的電磁波。高功率微波源是指用于產生高功率微波的相對論電真空器件，這類器件中的絕大多數是由強流相對論電子束驅動的。近二十年來，受到高能射頻加速器、等離子體熱核聚變、定向能武器、高功率雷達、天地功率傳送等應用的牽引，高功率微波源技術得到了迅速發展。

頻率可調諧是高功率微波源的重要發展方向之一，在工業和國防領域具有重要的應用價值。高功率微波源的頻率調諧方式主要包括電調諧、機械調諧兩種方式。電調諧指通過改變外加電壓、導引磁場的大小實現工作頻率調諧，在磁控管、回旋管等器件中應用較多。機械調諧指通過改變器件電動力學結構實現工作頻率調諧，在RBWO中應用較多。RBWO是一種基于切倫科夫輻射機制且發展較為成熟的高功率微波源，其利用強流相對論電子束與慢波結構中的返向空間諧波相互作用，產生自激振蕩，形成相干微波輻射，具有高功率、高效率以及適合重頻運行等特點，受到了廣泛重視。

Pf²因子(微波功率P與微波頻率f平方的乘積)是評價高功率微波源性能的重要指標之一，其正比于微波信號經天線輻射后作用在目標上的功率密度。因此，高功率微波技術進一步發展和應用對高功率微波源輸出微波的功率和頻率提出了更高要求。特別是在單個高功率微波輸出微波功率存在物理極限的情況下，發展高頻段是重要發展方向。Ka波段(26.5GHz-40GHz)微波在雷達、通信、遙感、輻射測量等方面有著可觀的應用前景，成為高功率微波領域新的研究熱點。因此，開展Ka波段RBWO研究具有重要的實用價值。