[發明專利]一種非半圓雙耳形折疊波導慢波結構

有效

• 申請號: 201911294047.2
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110828262B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 張小青;蔡軍;馮進軍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十二研究所
• 主分類號: H01J23/24
• 分類號: H01J23/24
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 王喆

本發明公開一種非半圓雙耳形折疊波導慢波結構，包括有彼此交錯分布的多個柵體、以及由各柵體限定的包括直波導段和彎曲波導連接段的多個幾何周期性結構的折疊波導，所述慢波結構的中軸線位置處包括有電子注通道；所述彎曲波導連接段包括外弧邊界C_out1的第一弧形段和外弧邊界C_out2的第二弧形段；所述外弧邊界C_out1和外弧邊界C_out2為由呈半圓弧形彎曲波導連接段外弧邊界以對應的柵體中心線為中線向兩側隆起形成。本發明可改變現有半圓形折疊波導內部場強分布，提升慢波結構的耦合阻抗幅值，實現器件功率和效率有效提升。

技術領域

本發明涉及微波真空電子技術領域。更具體地，涉及一種非半圓雙耳形折疊波導慢波結構。

背景技術

慢波結構互作用電路為微波真空電子器件的核心部分，降低在其中傳輸電磁波的相速度與電子注相速同步，實現電子注與微波能量交換。在短毫米波及太赫茲頻段，全金屬慢波結構折疊波導具有機械強度高、散熱好、功率容量大、頻帶寬、易于加工以及輸能耦合結構相對簡單等優點，特別是折疊波導慢波結構是簡單的二維結構，與微加工技術相兼容，因此，折疊波導慢波結構被廣泛應用與研究。

如附圖1所示，現有半圓形折疊波導慢波結構是將折疊波導中矩形波導連接段的外邊界沿電場面彎曲，組成一系列直波導段和半圓形彎曲波導連接段的幾何周期結構，電子注通道為圓柱形結構，位于半圓形折疊波導慢波結構的縱向中軸線上，其中直波導段的寬邊長度和窄邊長度分別用a和b表示，慢波結構的幾何周期為2p，直波導段的長度為h，電子注通道的半徑為r_c。圖2為單周期半圓形折疊波導慢波結構的剖面圖，為了減小行波反射，波導橫截面尺寸通常不發生突變，半圓形彎曲波導連接段的內外邊界都為半圓弧形，內外邊界的兩個半圓弧圓心點位置重合且半徑差值與直波導段的窄邊長度一致均為b，即起止點切線均與對應的直波導段壁重合。

在短毫米及太赫茲頻段，常規半圓形折疊波導慢波結構的耦合阻抗較低，電子注與電磁波互作用效率低，高頻損耗大，這將會降低器件的增益、功率及效率等技術指標，在一定程度上限制了這類慢波結構發揮最大性能。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的至少一個目的在于提供一種非半圓雙耳形折疊波導慢波結構。以改變現有半圓形折疊波導內部場強分布，提升慢波結構的耦合阻抗幅值，實現器件功率和效率有效提升。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

根據本發明的一個方面，本發明提供一種非半圓雙耳形折疊波導慢波結構，其特征在于，所述慢波結構包括有彼此交錯分布的多個柵體、以及由各柵體限定的包括直波導段和彎曲波導連接段的多個幾何周期性結構的折疊波導，所述慢波結構的中軸線位置處包括有電子注通道；

所述彎曲波導連接段包括外弧邊界C_out1的第一弧形段和外弧邊界C_out2的第二弧形段；

所述外弧邊界C_out1和外弧邊界C_out2為由呈半圓弧形彎曲波導連接段外弧邊界以對應的柵體中心線為中線向兩側隆起形成。

此外，優選地方案是，所述第一弧形段的外弧邊界C_out1與第二弧形段外弧邊界C_out2相對于所對應的柵體中心線呈對稱設置。

此外，優選地方案是，所述第一弧形段外弧邊界C_out1的圓心O_out1位于由呈半圓形彎曲波導連接段外弧邊界所對應的圓心向上垂直偏移Y_out距離后再向左水平偏移X_out距離的位置；