CN103035459A - 一种行波管用慢波结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行波管用慢波结构，包括多个沿轴线方向均匀排列的极靴（1），极靴（1）的边缘上均匀的分布有多个边缘中心孔（2），且极靴（1）的中心处还设有电子束通道；每个边缘中心孔（2）的内部均安装有金属杆（3）；多个极靴（2）的外圆周部位均安装在铜环（1）上，每个极靴（1）上的多个边缘中心孔（2）的圆心均匀分布在同一个圆周上，且边缘中心孔（2）的个数为大于或者等于2的偶数。具有上述特殊结构的该种行波管用慢波结构使用边缘金属杆耦合的耦合腔作为慢波结构，其特点是频带宽，冷带宽可以达到35%-45%，热带宽可以达到10%-15%；同时，适用频段范围广，在8mm波段以下频段均可以采用。

Description

一种行波管用慢波结构

技术领域

本发明涉及微波真空器件领域，尤其是涉及一种行波管用慢波结构。

背景技术

在微波真空器件领域中，行波管是应用最广泛的器件。行波管自诞生以来，广泛采用两种慢波系统，即螺旋线慢波结构和休斯型耦合腔慢波结构。然而两种慢波结构各有优缺点，螺旋线慢波结构具有带宽宽的特点，但功率容量小，适用于宽带中小功率行波管；休斯型耦合腔慢波结构具有大功率容量的优点，但带宽较窄，一般在10%以下。既具有宽带又有大功率容量的慢波结构一直是行波管研究人员寻找的目标和研究的内容。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种行波管用慢波结构，与螺旋线相比具有大功率的优点，与休斯结构相比，具有带宽更宽，散热条件更好，高频场更加均匀，聚焦磁场大，径向磁场小的优点。

本发明的技术方案是该种行波管用慢波结构：包括多个沿轴线方向均匀排列的极靴，所述的极靴的边缘上均匀的分布有多个边缘中心孔，且极靴的中心处还设有电子束通道；所述的每个边缘中心孔的内部均安装有金属杆；所述的多个极靴的外圆周部位均安装在铜环上。

所述的每个极靴上的多个边缘中心孔圆心均匀分布在在同一个圆周上，且所述的边缘中心孔的个数为大于或者等于2的偶数。

当所述的边缘中心孔的个数为大于或等于4的偶数时，以任意一个边缘中心孔为起点进行标记，分为奇数边缘中心孔和偶数边缘中心孔，奇数边缘中心孔的半径均相同，偶数边缘中心孔的半径也均相同，且奇数边缘中心孔与偶数边缘中心孔的直径不同；其中一个极靴的奇数边缘中心孔的圆心与相邻极靴上的偶数边缘中心孔的圆心在同一条直线上。

所述的金属杆的直径与直径较小的边缘中心孔的直径相同，保证金属杆刚好穿过直径较小的边缘中心孔；直径较大的边缘中心孔与金属杆不接触。

所述的金属杆距离中心轴线的距离根据实际带宽的大小进行设定。

或者是，所述的金属杆的数量根据实际带宽的大小进行设定。

所述的慢波结构为全金属结构。

具有上述结构的该种行波管用慢波结构具有以下优点：

1.该种行波管用慢波结构使用边缘金属杆耦合的耦合腔作为慢波结构，其特点是频带宽，冷带宽可以达到35%-45%，热带宽可以达到10%-15%；同时，适用频段范围广，在8mm波段以下频段均可以采用。

2.该种行波管用慢波结构使用周期磁场聚焦时，与传统的休斯慢波结构相比，产生的磁场结构均匀，径向磁场小，相同的结构尺寸，产生的磁场大，极靴不易饱和；可以通过调节杆的位置调节带宽，金属杆越靠近中间轴线，带宽越宽，也可以调节杆的数量调节带宽，杆的数量越多带宽越宽。

3.该种行波管用慢波结构为全金属结构，散热条件好，既可以作为中小功率行波管慢波结构，也可以作为大功率行波管慢波结构；同时，结构牢固可靠；易于匹配，与外接口连接方便，驻波比调节容易。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1所示结构的左视图。

图3为带周期永磁聚焦的本发明的结构示意图。

图4为图3所示结构的左视图。

图5为本发明中极靴的结构示意图。

图6为本发明中铜环的结构示意图。

在图1-6中，1：极靴；2：边缘中心孔；21：奇数边缘中心孔；22：偶数边缘中心孔；3：金属杆；4：铜环。

具体实施方式

由图1-6所示结构结合可知，该种行波管用慢波结构包括多个沿轴线方向均匀排列的极靴1，极靴1的边缘上均匀的分布有多个边缘中心孔2，且极靴1的中心处还设有电子束通道；每个边缘中心孔2的内部均安装有金属杆3；多个极靴2的外圆周部位均安装在铜环1上。

每个极靴1上的多个边缘中心孔2的圆心均匀分布在同一个圆周上，且边缘中心孔2的个数为大于或者等于2的偶数。当边缘中心孔2的个数为大于或等于4的偶数时，以任意一个边缘中心孔2为起点进行标记，分为奇数边缘中心孔21和偶数边缘中心孔22，奇数边缘中心孔21的半径均相同，偶数边缘中心孔22的半径也均相同，且奇数边缘中心孔21与偶数边缘中心孔22的直径不同；其中一个极靴2的奇数边缘中心孔21的圆心与相邻极靴2上的偶数边缘中心孔22的圆心在同一条直线上，采用边缘金属杆耦合的耦合腔作为慢波结构，其特点是频带宽，冷带宽可以达到35%-45%，热带宽可以达到10%-15%；同时，适用频段范围广，在8mm波段以下频段均可以采用。

金属杆3的直径与直径较小的边缘中心孔2的直径相同，保证金属杆3刚好穿过直径较小的边缘中心孔2；直径较大的边缘中心孔2与金属杆3不接触。

金属杆3距离中心轴线的距离根据实际带宽的大小进行设定。金属杆3的数量也可以根据实际带宽的大小进行设定。金属杆3越靠近中心轴线，带宽越宽，金属杆3的数量越多带宽越宽。

慢波结构为全金属结构，散热条件好，既可以作为中小功率行波管慢波结构，也可以作为大功率行波管慢波结构；同时，结构牢固可靠；易于匹配，与外接口连接方便，驻波比调节容易。

以说明书附图1和附图2为例，金属杆3有8根，对称均匀分布排列。极靴1的中心孔为电子束通道。边缘有8个边缘中心孔2，45°均匀分布排列在一个同心圆上，其中4个大孔，4个小孔，小孔直径与金属杆3的之间相同，刚好穿过金属杆3，大孔与金属杆3不相连接，8个边缘中心孔2中均放置金属杆3。相邻两个极靴1根据边缘孔边缘中心孔2的大小交叉排列，大孔与小孔相对，不可以小孔对小孔，大孔对大孔排列。

图3和图4为带周期永磁聚焦的本发明的结构示意图。带周期永磁聚焦的极靴1的外径比不带周期永磁聚焦的极靴1的外径大，因为极靴1要将磁场导入到电子束通道中，对电子束聚焦。

使用边缘金属杆作为高频场耦合结构，基波为返波，在行波管中，工作于-1次空间谐波，该结构也可以工作于返波状态，作为返波管的高频结构；可适用于单注和多注行波管。

Claims (8)

1.一种行波管用慢波结构，其特征在于：所述的慢波结构包括多个沿轴线方向均匀排列的极靴（1），所述的极靴（1）的边缘上均匀的分布有多个边缘中心孔（2），且极靴（1）的中心处还设有电子束通道；所述的每个边缘中心孔（2）的内部均安装有金属杆（3）；所述的多个极靴（2）的外圆周部位均安装在铜环（1）上。

2.根据权利要求1所述的一种行波管用慢波结构，其特征在于：所述的每个极靴（1）上的多个边缘中心孔（2）的圆心均匀分布在同一个圆周上，且所述的边缘中心孔（2）的个数为大于或者等于2的偶数。

3.根据权利要求2所述的一种行波管用慢波结构，其特征在于：当所述的边缘中心孔（2）的个数为大于或等于4的偶数时，以任意一个边缘中心孔（2）为起点进行标记，分为奇数边缘中心孔（21）和偶数边缘中心孔（22），奇数边缘中心孔（21）的半径均相同，偶数边缘中心孔（22）的半径也均相同，且奇数边缘中心孔（21）与偶数边缘中心孔（22）的直径不同；其中一个极靴（2）的奇数边缘中心孔（21）的圆心与相邻极靴（2）上的偶数边缘中心孔（22）的圆心在同一条直线上。

4.根据权利要求3所述的一种行波管用慢波结构，其特征在于：所述的金属杆（3）的直径与直径较小的边缘中心孔（2）的直径相同，保证金属杆（3）刚好穿过直径较小的边缘中心孔（2）；直径较大的边缘中心孔（2）与金属杆（3）不接触。

5.根据权利要求1-4任一项权利要求所述的一种行波管用慢波结构，其特征在于：所述的金属杆（3）距离中心轴线的距离根据实际带宽的大小进行设定。

6.根据权利要求1-4任一项权利要求所述的一种行波管用慢波结构，其特征在于：所述的金属杆（3）的数量根据实际带宽的大小进行设定。

7.根据权利要求5所述的一种行波管用慢波结构，其特征在于：所述的慢波结构为全金属结构。

8.根据权利要求6所述的一种行波管用慢波结构，其特征在于：所述的慢波结构为全金属结构。

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