[發明專利]一種束流調控的高效率低磁場相對論返波管有效
| 申請號： | 202110968704.8 | 申請日： | 2021-08-23 |
| 公開（公告）號： | CN113936982B | 公開（公告）日： | 2023-07-21 |
| 發明（設計）人： | 苗天澤;肖仁珍;邵浩;史彥超;張余川;陳坤;孫鈞;陳昌華 | 申請（專利權）人： | 西北核技術研究所 |
| 主分類號： | H01J23/16 | 分類號： | H01J23/16 |
| 代理公司： | 西安智邦專利商標代理有限公司 61211 | 代理人： | 汪海艷 |
| 地址： | 710024 陜*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 調控 高效率 磁場 相對論 返波管 | ||
1.一種束流調控的高效率低磁場相對論返波管，包括環形陰極(1)、返波管管體、輸出波導(7)及磁場線圈(8)；
所述環形陰極(1)位于返波管管體前側，用于在高壓脈沖作用下向返波管管體內發射環形相對論電子束(2)；
所述返波管管體的內壁從前至后依次設有預調制段(3)、慢波結構(5)和提取腔(6)；
所述預調制段(3)上設有預調制腔，用于對環形相對論電子束(2)進行預調制；
所述慢波結構(5)用于降低電磁波或空間諧波相速度，使之能夠與電子束實現同步并發生相互作用；
所述提取腔(6)用于引入集中的強軸向電場；
所述輸出波導(7)位于提取腔(6)后側，用于傳輸微波至發射系統；
所述磁場線圈(8)安裝在環形陰極(1)、返波管管體及輸出波導(7)的外圍，用于為所述環形相對論電子束(2)提供導引磁場；
其特征在于：
還包括束流調控結構(4)；
所述束流調控結構(4)為沿返波管管體內壁周向設置的環形突起，位于預調制段(3)后側，慢波結構(5)第一個腔體的前側；所述束流調控結構(4)用于吸收原本將處于加速相位的電子，調控返波管管體內的軸向電流。
2.根據權利要求1所述的束流調控的高效率低磁場相對論返波管，其特征在于：所述束流調控結構(4)的內徑ra需滿足條件r3＞r2＞ra＞r1，其中r1為預調制段(3)中環形相對論電子束(2)的最小半徑，r2為預調制段(3)中環形相對論電子束(2)的最大半徑，r3為預調制段(3)的最小半徑。
3.根據權利要求2所述的束流調控的高效率低磁場相對論返波管，其特征在于，ra的取值確保：通過束流調控結構(4)的環形相對論電子束(2)的總能量和通過束流調控結構(4)的環形相對論電子束將能量轉換給微波的效率乘積最大。
4.根據權利要求1-3任一所述的束流調控的高效率低磁場相對論返波管，其特征在于：定義束流調控結構(4)靠近預調制段(3)的端面為第一端面(41)，靠近慢波結構(5)的端面為第二端面(42)；
所述第一端面(41)為平面或斜面；所述第二端面(42)為錐面，錐面頂點位于返波管管體的中心軸線上。
5.根據權利要求4所述的束流調控的高效率低磁場相對論返波管，其特征在于：所述第二端面(42)與慢波結構(5)第一個腔體側壁共面。
6.根據權利要求5所述的束流調控的高效率低磁場相對論返波管，其特征在于：所述束流調控結構(4)外周與預調制段(3)后側及慢波結構(5)第一個腔體連為一體。
7.根據權利要求4所述的束流調控的高效率低磁場相對論返波管，其特征在于：所述慢波結構(5)為雙段非均勻慢波結構(5)。
8.根據權利要求7所述的束流調控的高效率低磁場相對論返波管，其特征在于：所述預調制段(3)上開設的預調制腔為雙預調制腔。
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