CN101707174B - 一种抑制多注速调管双间隙耦合腔π模振荡的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑制多注速调管双间隙耦合腔π模振荡的装置，涉及微波电真空器件技术，包括耦合环，吸收腔，微波吸收材料，调谐螺钉，吸收腔内涂覆微波吸收材料，并设有耦合环。通过选择吸收腔的形状和尺寸、涂覆材料参数、耦合环的位置和尺寸，可有效地抑制多注速调管双间隙耦合腔输出电路中具有π模场形分布的高次模振荡，降低由该类模式引起的杂谱电平。本发明对具有双间隙耦合腔输出电路的多注速调管能够抑制π模振荡，降低杂谱电平。
Description
技术领域
本发明涉及微波电真空器件技术领域，是一种抑制多注速调管双间隙耦合腔π模振荡，降低杂谱电平的装置。
背景技术
为了扩展多注速调管的带宽，通常采用双间隙耦合腔作为宽带输出电路。由于双间隙耦合腔输出电路的二个谐振腔间存在内部反馈，在一定条件下，会引起高次模式振荡，使多注速调管不能正常工作。此外，在高频激励下，由于电子注速度变化或少量反转电子和二次电子的存在，将激励高次模式，形成杂谱，降低了输出频谱的质量，引起发射机输出波导打火和干扰其它微波电子系统。因此，抑制多注速调管高次模振荡和降低杂谱电平无论对提高多注速调管性能和保证其在微波电子系统中正常工作均具有重要意义。
抑制多注速调管振荡可在双间隙耦合腔中的一个谐振腔上外加吸收腔，通过耦合口进行耦合，但只能抑制一个高次模式的振荡。该装置对具有π模场形分布的高次模的加载大，而对具有2π模场形分布的工作模式的加载很小。
发明内容
本发明的目的是公开一种抑制多注速调管双间隙耦合腔π模振荡的装置，能有效地抑制多注速调管双间隙耦合腔π模振荡，降低杂谱电平。
为了达到上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种抑制多注制速调管双间隙耦合腔π模振荡的装置，其包括耦合环，吸收腔，微波吸收材料，调谐螺钉；其中，中空的吸收腔一端封闭，另一端有一纵向通孔，通孔内设有棒状Γ形金属耦合环，耦合环与吸收腔共轴，外端伸出吸收腔外；
Γ形耦合环内端为直角形弯曲，内端头与吸收腔内壁固接；
吸收腔内与固接耦合环内端头侧壁相对的侧壁上，轴向密封设有两个调谐螺钉，调谐螺钉的调谐槽伸出吸收腔外，一个调谐螺钉与耦合环内端头相对，另一个调谐螺钉位于耦合环内端头与吸收腔封闭端之间；
在耦合环内端头到吸收腔封闭端之间的部分内腔壁上有微波吸收材料；
在多注速调管双间隙输出腔腔体相对应于输出波导耦合口的侧壁上设一通孔，通孔内径与吸收腔有耦合环的一端外形相适配；吸收腔有耦合环的一端插入该通孔内，与输出腔腔体密配合后，将吸收腔固接在多注速调管双间隙输出腔腔体中部耦合缝对应的腔壁上，其耦合环伸入输出腔腔体内的外端固接在双间隙输出腔的耦合缝的内壁上；
吸收腔轴线与输出腔腔体的轴线垂直。
所述的装置，其所述吸收腔腔壁上涂覆的微波吸收材料，为FeSiAl衰减材料，其相对介电常数在20～25范围内，损耗正切在0.6～0.8范围内；微波吸收材料涂覆在吸收腔后部封闭端面和四周，涂覆长度L1约占吸收腔长度L2的0.4～0.6。
所述的装置，其所述耦合环、吸收腔、调谐螺钉的材料为无氧铜；耦合环由金属片制成，其宽度W为3～5mm，厚度D为1.5～2.5mm；耦合环为Γ形，其高度H为3～4mm，长度L为12～14mm。
所述的装置，其所述耦合环内端头与吸收腔内壁固接，吸收腔固接在多注速调管双间隙输出腔腔壁上，耦合环外端固接在双间隙输出腔的耦合缝内壁上，其固接，是通过高温钎焊方式焊接。
本发明的主要优点：体积小，制备和装配工艺简单；衰减材料涂覆和烧结在吸收腔内表面，散热好，出气小。该装置对具有π模场形分布的高次模的加载大，而对具有2π模场形分布的工作模式的加载很小。因而能保证在抑制高次模振荡和降低杂谱电平的同时，对多注速调管的效率和功率-频宽特性影响很小。
附图说明
图1(a)是本发明的抑制多注速调管双间隙耦合腔π模振荡的装置立体示意图；
图1(b)是图1(a)的A-A剖视图；
图2(a)是多注速调管双间隙输出腔加载本发明的抑制多注速调管双间隙耦合腔π模振荡的装置示意图；
图2(b)是耦合缝处剖视图。
具体实施方式
见图1(a)和(b)，为本发明抑制多注速调管双间隙耦合腔π模振荡的装置24，图中，耦合环11，吸收腔12，微波吸收材料13，调谐螺钉14。中空的吸收腔12一端封闭，另一端有一纵向通孔，通孔内设有棒状Γ形金属耦合环11，耦合环11与吸收腔12共轴，其外端伸出吸收腔12外。Γ形耦合环11内端为直角形弯曲，内端头与吸收腔12内壁焊接固定。吸收腔12内与固接耦合环11内端头侧壁相对的侧壁上，轴向密封设有两个调谐螺钉14，一个与耦合环11内端头相对，另一个位于耦合环11内端头与吸收腔12封闭端之间。在耦合环11内端头到吸收腔12封闭端之间的部分内腔壁上涂覆烧结有微波吸收材料13。
耦合环由金属片制成，金属片的材料为无氧铜，其宽度W为3～5mm，厚度D为1.5～2.5mm；耦合环为Γ形，其高度H为3～4mm，长度L为12～14mm，参见图2(a)。
微波吸收材料13为FeSiAl衰减材料，其相对介电常数在20～25范围内，损耗正切在0.6～0.8范围内。微波吸收材料13涂覆在吸收腔12后部封闭端面和四周，涂覆长度L1约占吸收腔12长度L2的0.4～0.6，参见图2(a)。
见图2(a)和(b)，是多注速调管双间隙输出腔加载本发明的抑制多注速调管双间隙耦合腔π模振荡的装置示意图，图中，多注速调管双间隙输出腔腔体21，输出波导耦合口22，上腔盖23，抑制多注速调管双间隙耦合腔π模振荡的装置24，下腔盖25。在输出腔腔体21相对应于输出波导耦合口22的侧壁上有一通孔，通孔内径与吸收腔12有耦合环11的一端外形相适配，本发明装置24吸收腔12有耦合环11的一端插入该通孔内，与输出腔腔体21密配合后，通过高温金属钎焊方式将吸收腔12焊接在多注速调管双间隙输出腔腔体21中部耦合缝对应的腔壁上，其耦合环11伸入输出腔腔体21内的外端焊接在双间隙输出腔的耦合缝的内壁上。
多注速调管双间隙输出腔加载本发明的抑制多注速调管双间隙耦合腔π模振荡的装置后，耦合环11与吸收腔12轴线平行或重合，与漂移管轴线垂直，见图2(b)。
本发明的金属耦合环11是抑制多注速调管双间隙耦合腔π模振荡的装置24的核心部件，材料为无氧铜。吸收腔12保证整个系统的真空密封性能，材料为无氧铜。微波吸收材料13为FeSiAl衰减材料，对吸收腔12进行加载，降低双间隙耦合腔中具有π模场形分布的高次模的品质因子Q值。调谐螺钉14通过电容调谐来微调吸收腔12的频率，调谐螺钉14材料为无氧铜。
下面具体说明本发明抑制多注速调管双间隙耦合腔π模振荡的装置的工作原理。
在多注速调管的双间隙耦合腔输出电路的二个谐振腔间存在内部反馈，因此，在一定条件下，会引起高次模式振荡。此外，在高频激励下，由于电子注速度变化或少量反转电子和二次电子的存在，也将产生高次模式，形成杂谱。
通过在多注速调管双间隙耦合腔输出电路中放置本发明装置24，如图2(a)(b)所示，并选择该装置中金属耦合环11的形状和尺寸、以及放置位置，通过耦合环11对多注速调管双间隙耦合腔输出电路中具有π模场形分布的高次模的加载，通过选择吸收腔12的长度、宽度和高度，调谐螺钉14的直径、伸入腔内的长度、其在宽边的相对位置，以及微波吸收材料13的参数、位置和用量，降低由该类模式引起的杂谱电平。本发明装置对具有π模场形分布的高次模的加载大，而对具有2π模场形分布的工作模式的加载很小。
Claims (4)
1.一种抑制多注制速调管双间隙耦合腔π模振荡的装置，其特征于：包括耦合环，吸收腔，微波吸收材料，调谐螺钉；其中，中空的吸收腔一端封闭，另一端有一纵向通孔，通孔内设有棒状Γ形金属耦合环，耦合环与吸收腔共轴，外端伸出吸收腔外；
Γ形耦合环内端为直角形弯曲，内端头与吸收腔内壁固接；
吸收腔内与固接耦合环内端头侧壁相对的侧壁上，轴向密封设有两个调谐螺钉，调谐螺钉的调谐槽伸出吸收腔外，一个调谐螺钉与耦合环内端头相对，另一个调谐螺钉位于耦合环内端头与吸收腔封闭端之间；
在耦合环内端头到吸收腔封闭端之间的部分内腔壁上有微波吸收材料；
在多注速调管双间隙输出腔腔体相对应于输出波导耦合口的侧壁上设一通孔，通孔内径与吸收腔有耦合环的一端外形相适配；吸收腔有耦合环的一端插入该通孔内，与输出腔腔体密配合后，将吸收腔固接在多注速调管双间隙输出腔腔体中部耦合缝对应的腔壁上，其耦合环伸入输出腔腔体内的外端固接在双间隙输出腔的耦合缝的内壁上；
吸收腔轴线与输出腔腔体的轴线垂直。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述吸收腔腔壁上涂覆的微波吸收材料，为FeSiAl衰减材料，其相对介电常数在20～25范围内，损耗正切在0.6～0.8范围内；微波吸收材料涂覆在吸收腔后部封闭端面和四周，涂覆长度L1约占吸收腔长度L2的0.4～0.6。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述耦合环、吸收腔、调谐螺钉的材料为无氧铜；耦合环由金属片制成，其宽度W为3～5mm，厚度D为1.5～2.5mm；耦合环为Γ形，其高度H为3～4mm，长度L为1 2～14mm。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述耦合环内端头与吸收腔内壁固接，吸收腔固接在多注速调管双间隙输出腔腔壁上，耦合环外端固接在双间隙输出腔的耦合缝内壁上，其固接，是通过高温钎焊方式焊接。
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