[發明專利]一種修正角度對數曲折波導慢波裝置

有效

• 申請號: 202010069344.3
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111243918B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 許多;邵偉;何騰龍;王禾欣;王戰亮;宮玉彬
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01J23/24
• 分類號: H01J23/24;H01P9/00
• 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

本發明公開了一種修正角度對數曲折波導慢波裝置，包括：沿修正角度對數曲折線折疊的曲折波導及圓柱形的電子注通道；慢波裝置由于修正角度對數曲折線這種特殊的曲折路徑，使得工作頻段內的前向電磁波可以電子注達成同步條件，而其他電磁波不能與電子注達成同步條件，從而實現了在保證行波管正常工作的同時抑制振蕩的目的；此外，該慢波裝置摒棄了傳統行波管中的集中式衰減器，可以避免原來的衰減器位置的阻抗不匹配所帶來的反射，因此還具有提升行波管慢波結構傳輸特性的優點。

技術領域

本發明屬于微波功率放大器技術領域，更為具體地講，涉及一種修正角度對數曲折波導慢波裝置。

背景技術

行波管是一種微波功率放大器，具有高增益、大帶寬、高效率、高功率和高可靠性等特點，在雷達、衛星、電子對抗等眾多領域具有非常廣泛的應用。

現有的行波管通常為兩段式設計，即采用衰減器將慢波結構從中間截斷。這是因為現有的行波管在工作過程中都會或多多少地激勵起一些振蕩信號，如果振蕩信號過強，則會影響行波管的正常工作，單段行波管的增益越高，則振蕩越強。一般來說，為了實現行波管的穩定工作，單段行波管的增益一般為20dB左右。為了抑制這些振蕩信號，提高行波管的增益，本行業的技術人員采用的技術方案為，采用衰減器將行波管截為兩段，切斷振蕩信號的能量反饋回路，以達到抑制振蕩的目的。但是，衰減器的引入給行波管也引入了一些問題。其一，衰減器的引入使慢波結構在結構上變得更加復雜，增加慢波結構的加工和裝配難度，尤其是在高頻率行波管中，加工和裝配難度急劇增加；其二，衰減器的引入會導致衰減器附近區域的阻抗匹配條件變差，使得傳輸特性變差。另外，由于衰減器帶來的結構復雜性，通常一只行波管也僅能分成兩段，現有的雙段行波管增益一般也僅為40dB左右。

總的來說，現有的采用衰減器抑制振蕩的這種方法雖然可以提高行波管的增益，但是限制也十分明顯，極大地約束了現有行波管的增益，只有提高行波管的單段增益才能進一步提高行波管的整體增益。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種修正角度對數曲折波導慢波裝置，通過慢波裝置中的色散特性，破壞返波與電子注的同步條件，保證工作頻段內的行波區能與電子注同步，從而實現抑制振蕩，提高單段行波管的增益。

為實現上述發明目的，本發明一種修正角度對數曲折波導慢波裝置，其特征在于，包括：沿修正角度對數曲折線折疊的曲折波導及圓柱形的電子注通道；

所述的曲折波導由一段普通的矩形波導沿著一條修正角度對數曲折線折疊而形成，包含一個輸入端口和輸出端口，分別作為慢波裝置的輸入端口和輸出端口；

其中，修正角度對數曲折線是將普通對數曲折線沿某一角度進行截取，然后交錯連接截取到的部分形成非周期的對數曲折線，最后再對數曲折線的徑向坐標上附加一個修正值，得到修正角度對數曲折線；

所述的圓柱形電子注通道貫穿整個曲折波導，且圓柱的軸線位于修正角度對數曲折線的角度平分線上；

裝置運行時，電磁波由輸入端口輸入至曲折波導，當電子注注入至圓柱形的電子注通道時，通過修正角度對數曲折線的曲折路徑，改變了慢波裝置中的色散特性，使得工作頻段內的前向電磁波可以與電子注達成同步，而其他電磁波不能與電子注達成同步，這樣便破壞了返波與電子注的同步條件，保證工作頻段內的行波區能與電子注同步，從而實現抑制振蕩，提高單段行波管的增益。

本發明的發明目的是這樣實現的：

本發明一種修正角度對數曲折波導慢波裝置，包括：沿修正角度對數曲折線折疊的曲折波導及圓柱形的電子注通道；慢波裝置由于修正角度對數曲折線這種特殊的曲折路徑，使得工作頻段內的前向電磁波可以電子注達成同步條件，而其他電磁波不能與電子注達成同步條件，從而實現了在保證行波管正常工作的同時抑制振蕩的目的；此外，該慢波裝置摒棄了傳統行波管中的集中式衰減器，可以避免原來的衰減器位置的阻抗不匹配所帶來的反射，因此還具有提升行波管慢波結構傳輸特性的優點。

附圖說明