[發(fā)明專利]一種適用于寬介質基底的微帶慢波結構傳輸系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113345779B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設計）人: 岳玲娜;劉馳藝;蘆佳;王文祥;陳冬春;徐進;殷海榮;趙國慶;魏彥玉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01J23/24
• 分類號: H01J23/24;H01P3/10
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 伍旭偉

本發(fā)明公開了一種適用于寬介質基底的微帶慢波結構傳輸系統(tǒng)，涉及微波電真空技術領域，其技術方案要點是：真空腔側壁設有兩組第一凸起和兩組第二凸起，兩組第一凸起和兩組第二凸起均位于介質基底中設置微帶慢波線的一側；兩組第一凸起、兩組第二凸起均沿微帶慢波線的微波傳播方向間隔設置，且兩組第二凸起位于兩組第一凸起之間；第一凸起沿的橫向寬度大于第二凸起的橫向寬度。本發(fā)明通過創(chuàng)新性的改變金屬外殼內壁的形狀，使多處傳播微波的截止頻率發(fā)生突變，即在慢波結構中引入了新的容抗和感抗，達到濾除波導模式，提高慢波結構傳輸性能的作用，有效克服了寬介質基底微帶慢波結構在傳輸微波信號時反射和傳輸損耗較大的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及微波電真空技術領域，更具體地說，它涉及一種適用于寬介質基底的微帶慢波結構傳輸系統(tǒng)。

背景技術

微波電真空器件是指在真空狀態(tài)下，利用帶電粒子在電極間的運動過程實現(xiàn)微波信號的振蕩或者放大的一種電子系統(tǒng)，以大功率、高頻率、抗輻照、環(huán)境適應性強等優(yōu)點被應用于國防武器裝備和國民經濟的多個領域。

目前，行波管是微波真空電子器件中應用最廣泛的功率放大器之一。作為行波管中電子注和微波進行注波互作用的核心場所，慢波結構的性能很大程度上影響了行波管的工作性能。傳統(tǒng)的慢波結構，如螺旋線慢波結構，它的輸出功率高、工作頻段寬、使用壽命長，在工業(yè)、醫(yī)療、軍事和衛(wèi)星通信等領域都做出了卓越的貢獻。但隨著工作頻段增高至毫米波甚至太赫茲波段，慢波結構的尺寸變得極其微小，此類結構的加工和裝配變得難以實現(xiàn)。為了解決上述問題，一種可采用微細加工技術進行加工，且易于集成、造價低、可批量加工的微帶平面型慢波結構應運而生。

如圖1與圖2所示，微帶慢波結構傳輸系統(tǒng)由介質基底、微帶慢波線、金屬外殼和輸入輸出波導組成。在金屬外殼中，微帶慢波線置于介質基底上，從輸入端波導輸入的微波沿微帶慢波線的上表面軸向傳播，與慢波線上方真空腔中通過的電子注進行注波互作用，從而實現(xiàn)微波信號的放大，信號最終從輸出端波導輸出。在進行微帶慢波結構的加工時，一種方法是采用激光切割加人工裂片的方式，從標準2寸基底片上劃分得到所需的慢波結構小單元。這就要求每個慢波結構單元的介質基底具有較寬的橫向寬度，以預留足夠的空間進行裂片的操作。但當介質基底橫向寬度較寬時，微帶慢波結構與輸入輸出波導將難以達到良好匹配，導致部分微波從波導輸入后未轉換為微帶傳播所需的準TEM模，而仍以波導模式在慢波結構中傳播，進而導致微帶慢波傳輸系統(tǒng)的反射較大、傳輸性能極差，這將影響該慢波結構的正常工作。

因此，如何設計一種適用于寬介質基底的微帶慢波結構傳輸系統(tǒng)是本發(fā)明要解決的問題。

發(fā)明內容

為解決現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種適用于寬介質基底的微帶慢波結構傳輸系統(tǒng)。

本發(fā)明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的：一種適用于寬介質基底的微帶慢波結構傳輸系統(tǒng)，包括金屬外殼和設有微帶慢波線的介質基底，金屬外殼內設有真空腔、輸入波導、輸出波導，介質基底安裝在真空腔內，且介質基底兩端分別置于輸入波導、輸出波導內，所述真空腔側壁設有兩組第一凸起和兩組第二凸起，兩組第一凸起和兩組第二凸起均位于介質基底中設置微帶慢波線的一側；

兩組第一凸起、兩組第二凸起均沿微帶慢波線的微波傳播方向間隔設置，且兩組第二凸起位于兩組第一凸起之間；

第一凸起沿介質基底橫向寬度方向的橫向寬度大于第二凸起的橫向寬度；

進一步的，每組所述第一凸起、每組第二凸起均包括兩個呈間隙設置且對稱分布在真空腔兩側壁的凸起；

兩所述第一凸起相對面中靠近介質基底的拐角呈缺口設置，第一凸起形成L型凸起。

進一步的，兩組所述第一凸起分別分布在真空腔靠近輸入波導、輸出波導的端口處；一組第二凸起與相鄰的第一凸起間隔設置，另一組第二凸起與相鄰的第一凸起呈零間距設置。

進一步的，兩組第二凸起之間間距小于呈相鄰間隔設置的第二凸起、第一凸起之間間距。