[發(fā)明專利]一種適用于返波管的共面雙V形線慢波結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210012646.6
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN114360987B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王宇欣;宮玉彬;張平;王戰(zhàn)亮;董洋;許多;王禾欣
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01J23/24
• 分類號: H01J23/24
• 代理公司: 成都行之智信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51256
• 代理人: 溫利平

本發(fā)明公開了一種適用于返波管的共面雙V形線慢波結(jié)構(gòu)，當(dāng)電子注通過電子注輸入端口注入至慢波結(jié)構(gòu)，在慢波結(jié)構(gòu)中電子注激勵起電磁場，電場分布在兩條金屬線之間，方向?yàn)橐粭l金屬線指向另一條金屬線；由于兩條V形金屬線之間的距離是不完全均勻的，這樣使電場主要分布在兩條V形金屬線相距近的位置，即電子注通道下方且電場方向?yàn)榭v向，從而增強(qiáng)波束互作用，最后通過改變電子注電壓，在輸出端口輸出頻率范圍為42.6GHz到79.2GHz的電磁波。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于返波管技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種適用于返波管的共面雙V形線慢波結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

返波管是一種重要的真空電子器件，它是通過慢波結(jié)構(gòu)使反向波和電子相互作用實(shí)現(xiàn)電磁波的產(chǎn)生并放大的，它具有不需要激勵源、頻率可調(diào)、小尺寸等特點(diǎn)。慢波結(jié)構(gòu)是這一器件的核心部分，決定了器件的性能。

現(xiàn)有的返波管多是基于曲折波導(dǎo)以及交錯雙柵慢波結(jié)構(gòu)的，同時也有基于正弦波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的返波管。對于由金屬線慢波結(jié)構(gòu)構(gòu)成的返波管。其中，單V形線以及非共面的雙V形線慢波結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，在圖1中，1為金屬線，2為介質(zhì)桿，3為真空部分，在圖2中1為金屬線，2為介質(zhì)桿，3為真空部分。對于單線慢波結(jié)構(gòu)工作時電場主要分布在金屬線1上，對于非共面的雙線慢波結(jié)構(gòu)工作時雖電場分布會受到影響但主要還是分別集中在單條金屬線上。單線結(jié)構(gòu)和非共面的雙線結(jié)構(gòu)的耦合阻抗較小起振困難。

此外，金屬線慢波結(jié)構(gòu)具有易于加工，以及工作電壓低的特點(diǎn)，對于金屬線慢波結(jié)構(gòu)的研究主要是行波管的應(yīng)用，關(guān)于由金屬線構(gòu)成的慢波結(jié)構(gòu)返波管的研究比較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于返波管的共面雙V形線慢波結(jié)構(gòu)，將平面金屬線更好的應(yīng)用于返波管，能夠得到具有可調(diào)諧頻率寬、易于加工以及結(jié)構(gòu)小型的返波管。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種適用于返波管的共面雙V形線慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：共面雙V形金屬線、三條介質(zhì)支撐桿以及矩形金屬殼；

所述共面雙V形金屬線由多個共面雙V形金屬線段級聯(lián)而成，其中，每一個共面雙V形金屬線段是由一條V形金屬線段沿水平方向平移得到，平移完成后，兩條V形金屬線段在底端的拐角處距離為d，每條V形金屬線段的頂端開口處的距離為p，每條V形金屬線底端到頂端的距離為h；所有金屬線段的拐角處用扇形柱連接，當(dāng)所有金屬線段連接后形成周期性的雙V形金屬慢波線，兩條V形金屬線重疊部分的正上方形成電子注通道；

所述介質(zhì)支撐桿以共面雙V形線慢波結(jié)構(gòu)中心位置為基準(zhǔn)，三條介質(zhì)支撐桿均勻分布在兩條V形金屬線下方并固定在金屬外殼上，且任意兩介質(zhì)支撐桿間的間距為b，使得兩條金屬線位于同一平面；

所述矩形金屬殼作為共面雙V形線慢波結(jié)構(gòu)的屏蔽裝置，用于屏蔽外界的電磁干擾，在金屬外殼的左右側(cè)面各設(shè)置一矩形空，作為電子注的輸入、輸出端口，在下底面左右兩側(cè)各設(shè)置一個矩形空，作為電磁波的輸出端口；

返波管運(yùn)行時，電子注通過電子注輸入端口注入至慢波結(jié)構(gòu)，在慢波結(jié)構(gòu)中電子注激勵起電磁場，電場分布在兩條金屬線之間，方向?yàn)橐粭l金屬線指向另一條金屬線；由于兩條V形金屬線之間的距離是不完全均勻的，這樣使電場主要分布在兩條V形金屬線相距近的位置，即電子注通道下方且電場方向?yàn)榭v向，從而增強(qiáng)波束互作用，最后通過改變電子注電壓，在輸出端口輸出頻率范圍為42.6GHz到79.2GHz的電磁波。

同時，本發(fā)明一種適用于返波管的共面雙V形線慢波結(jié)構(gòu)還具有以下有益效果：