[發明專利]慢波電路、行波管及行波管的制造方法

有效

• 申請號: 201980015827.0
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN111788653B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 中野隆
• 申請（專利權）人: NEC網絡傳感器系統株式會社
• 主分類號: H01J23/24
• 分類號: H01J23/24
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 莊錦軍

提供了慢波電路等，其有助于在減小能量損失的同時實現寬頻帶。慢波電路設置有：用于傳送電磁波的波導，波導包括曲折部分，在曲折部分中，第一折返部分和折返到與第一折返部分相反的一側的第二折返部交替重復；以及用于傳送電子束的束孔，束孔在預定方向上延伸并穿過曲折部分。束孔穿過曲折部分，其中束孔的一部分被設置為超出第一折返部分。

技術領域

(相關申請的描述)

本發明基于日本專利申請JP2018-041045(于2018年3月7日遞交)的優先權，該申請的全部內容將通過引用并入本申請并在本申請中進行陳述。

本申請涉及慢波電路、行波管及行波管的制造方法。

背景技術

在諸如衛星通信和雷達之類的無線系統中，行波管主要用作傳送源的放大器。行波管通過與用作能量源的電子束相互作用來放大用于傳送的電磁波(例如，高頻波)。行波管具有慢波電路，該慢波電路用于使電磁波繞過電子束，以便在引起相互作用時使電磁波和電子束具有相同速度。關于使電磁波繞過慢波電路的方法，有一種被稱為螺旋型的方法(例如，參見專利文獻(PTL)1)，其中，使電磁波通過螺旋形波導傳送，并且通過電子束的束孔穿過螺旋形波導的中心軸。

順便提及，目前，正在朝射頻的高頻方向轉變，并且正在進行太赫茲領域中的無線電設備的開發。而且，在太赫茲領域，近年來也正在進行各種感測技術的開發等。因此，需要開發用于太赫茲領域中的傳送源的放大器。

隨著向高頻轉變的推進(從微波到太赫茲波)，波長變得越來越小。與此伴隨的是，在螺旋型慢波電路中，由于必須使螺旋波導小型化，因此難以制造螺旋型慢波電路。在太赫茲領域，折返型慢波電路被認為有望取代螺旋型慢波電路。

折返型慢波電路被配置為：通過使電磁波通過曲折形(重復折返形、鋸齒形)波導傳送并在沿著其堆疊曲折形波導的折返部分的方向的中央穿過用于傳送電子束的束孔，使電磁波為慢波(例如，參見PTL2和非專利文獻(NPTL)1)。

[專利文獻1]JP2006-134751A

[專利文獻2]JP2016-189259A

[NPTL?1]Design?Methodology?and?Experimental?Verification?ofSerpentine/Folded-Waveguide?TWTs，Khanh?T.Nguyen，IEEE?Trans.on?E.D.，Vol.61，No.6，JUNE?2014.

發明內容

本發明人給出了以下分析。

在如PTL?2和NPTL?1中所述的折返型慢波電路中，通過曲折形波導傳送的電磁波接收通過束孔傳送的電子束的能量并被放大。此時，如果束孔較大(大致為使用波長λ的1/4)，則電磁波經由束孔彼此耦合；產生逝能量(evanescent?energy)(在由諸如金屬之類的反射介質內的電磁波感應的電磁場中不波動或行進的能量)；能量損失增加；以及由于在波導的傳送方向上的在束孔處反射和散射而造成的能量損失也增加。

而且，在普通的折返型慢波電路的配置中，由于束孔的影響，相位速度的頻率分散增加。由于在相位速度接近電子束的速度時慢波電路可以放大，所以如果相位速度的頻率分散增加，則可以獲得增益的頻帶也減少。

此外，即使隨著朝向射頻的高頻轉變而減小了慢波電路的大小，由于減小電子束通過的束孔存在限制，因此由于束孔的影響而造成的問題變得更加明顯。

本發明的主要目的是提供一種慢波電路、行波管及行波管的制造方法，能夠有助于在減小能量損失的同時擴寬頻帶范圍。