CN106653525A - 基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高功率微波技术领域的微波源器件，尤其是基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器，属于高功率微波技术领域；所述振荡器包括阴极座(1)、阴极(2)、内导体(3)、外导体(4)、支撑环(5)、外筒(6)、螺线管线圈(7)，整个结构关于中心轴线旋转对称，阴极座(1)左端连接脉冲功率源的内导体，阴极(2)套在阴极座(1)右端，外导体(4)左端外接脉冲功率源的外导体，内导体(3)右端和外导体(4)右端连接支撑环(5)左端，支撑环(5)右端连接辐射系统；本发明克服了毫米波器件功率容量受限制的问题，且基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器输出效率高、工作频率纯。

Description

基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器
技术领域
本发明涉及高功率微波技术领域的微波源器件，尤其是基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器，属于高功率微波技术领域。
背景技术
高功率微波通常指峰值功率大于100MW、频率在1～300GHz之间的电磁波，目前已经被广泛应用于定向能武器、雷达卫星、电子高能射频加速器、遥感及辐射测量等众多国防和工业领域。
高功率微波源是产生高功率微波辐射的核心部件，是利用强流电子束与谐振腔的互作用来产生高功率微波的。渡越时间振荡器是利用强流电子束与谐振腔中的本征驻波场进行能量交换的，具有高功率、高效率以及工作模式单一等特点，受到研究人员的广泛关注。
毫米波一般是指波长范围在1mm～10mm之间的电磁波，与之对应的频率范围是30GHz～300GHz。毫米波的波长介于光波和常规微波之间，有着频谱范围宽、波束较窄、沿直线传播、全天候工作、器件尺寸小的特点，在雷达、遥感、辐射、通信、测量等方面有着可观的应用潜力与价值。
虽然毫米波有着上述特点，但普通毫米波器件仍然有缺陷，它工作在高功率水平时会出现功率容量限制。这是由于在毫米波段，器件内部作用空间较小，功率容量受到限制，从而限制了这些传统的微波管在高功率毫米波段内的应用。文献【Ivanov V S,KovalevN F,Krementsov S I,et al.Relativistic Millimeter Carcinotron[J].Sov Tech PhysLett,1978,4(7)】通过缩小尺寸使返波振荡器输出高功率毫米波，在700kV的电压和0.5kA的电流下，得到了功率为10MW，频率为37GHz的毫米波，其效率约为3％。这种单模器件存在的主要不足是由于器件尺寸较小，功率容量受到了限制。文献【陈洪斌.高功率毫米波返波管器件研究[D].绵阳:中国工程物理研究院,2005】提出了基于超辐射效应的毫米波返波振荡器，在电压175kV，电流0.785kA和导引磁场1.7T的条件下，获得了频率为39.8GHz，最大功率为18MW的TE11模毫米波，转换效率约为13％，但其脉宽仅为3ns。单模超辐射器件存在的主要问题是尽管其瞬时转换效率较高，但是脉冲宽度变窄，导致其输出能量较小。文献【王浩英,杨梓强,史宗君,马文多,刘文鑫,兰峰,梁正.毫米波段高功率绕射辐射振荡器的研究[J].强激光与粒子束,2005,17(8):1159-1162.】提出了毫米波段高功率绕射辐射振荡器，在500kV的电压，5kA的电流以及1.63T的峰值磁场下，得到了频率为34.7GHz，功率约100MW的高功率毫米波。这种器件存在的主要问题是输出模式的控制有一定困难。综合目前的毫米波器件发展来看，毫米波器件存在着功率容量低，脉宽窄，效率较低，工作不够稳定等问题。同时，由于应用于毫米波段的强流电子束的空间抖动需要控制在更小范围内，所需的导引磁场一般比较高。采用同轴内外双盘荷结构的渡越时间振荡器，很好地克服了上述问题，原因如下：首先，同时增加同轴结构内外导体的半径，器件的工作频率几乎不变，而器件的体积得到增加，这在一定程度上增加了器件的功率容量；其次，同轴渡越时间振荡器在合适的尺寸结构下具有单一的工作模式，不存在模式竞争；同时，同轴结构内导体产生的感应电流，削弱了电子束的空间电荷效应，从而降低了对导引磁场的要求。另外，基于渡越辐射效应的器件一般具有功率高、效率高以及稳定性强的优点。由此可见，同轴渡越时间振荡器有较高的功率容量，较小的阻抗，工作稳定，适合高功率和长脉冲运行。在此背景下，开展毫米波段波段同轴渡越时间振荡器具有重要的理论和现实意义。
研究渡越时间振荡器具有代表性的是国防科学技术大学设计的L波段渡越时间振荡器【曹亦兵.基于渡越辐射新型高功率微波源的研究[D].国防科技大学，2012.】(以下称为现有技术1)。该结构分为阴极a、外导体b和内导体c，整个结构关于中心轴线旋转对称。为了叙述方便，下文中将沿轴线方向上靠近阴极的一侧称为左端，远离阴极的一侧称为右端。在二极管电压620kV、电流25kA、导引磁场0.5T的条件下，实验得到了约3.5GW的输出微波功率，微波频率1.64GHz，器件效率达到22.6％。
由上可知，L波段渡越时间振荡器具有结构简单、输出效率高等优点，但在毫米波段，渡越时间振荡器上由于尺寸上的缩小，功率容量受到限制，器件内的表面场强较大，存在击穿的风险。目前，关于高频段渡越时间振荡器还未有相关的研究，尤其是同时实现高转换效率和高功率容量的毫米波段渡越时间振荡器的技术方案尚未有公开报道。本发明通过在输出腔引入高次模的工作机制，增大了输出腔的径向尺寸，从而增大器件的工作容量，有效降低最大表面场强。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器，克服毫米波器件功率容量受限制的问题，且基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器输出效率高、工作频率纯。
本发明采用的技术方案为：一种基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器，包括阴极座1、阴极2、内导体3、外导体4、支撑环5、外筒6、螺线管线圈7，整个结构关于中心轴线旋转对称，阴极座1左端连接脉冲功率源的内导体，阴极2套在阴极座1右端，外导体4左端外接脉冲功率源的外导体，内导体3右端和外导体4右端连接支撑环5左端，支撑环5右端连接辐射系统。
阴极2是一个薄壁圆筒，壁厚一般取0.1mm-2mm，外半径Rbeam等于电子束半径，套在阴极座1右端；内导体3由两段半径有突变的圆柱筒组成，两段圆柱筒的内半径均为R1，左端半径较小的圆柱筒靠近阴极的一端封闭，其外半径为R2，在其外壁上开有七个环形凹槽，左边四个凹槽的宽度相等，均为L1，内半径相等，均为R3，右边三个凹槽的宽度相等，均为L2，内半径相等，均为R4，满足L1>L2，R2>R3>R4>R1；左端第一个凹槽的左侧端面距离半径较小的圆柱筒左侧端面的距离为P1，第一个凹槽与第二个凹槽、第二个凹槽与第三个凹槽、第三个凹槽与第四个凹槽的距离相等，均为P2，第四个凹槽与第五个凹槽之间的距离为P3，第五个凹槽与第六个凹槽、第六个凹槽与第七个凹槽之间的距离相等，均为P4，满足P3>P1>P2>P4；右端圆柱筒外半径为R5，在所述外半径为R5的圆柱筒右端开有外半径为R6的卡口，内导体3通过所述卡口与支撑环5相连接，满足R5>R6>R4；外导体4由三段半径有突变的圆柱筒组成，三段圆柱筒的外半径均为R7，左端圆柱筒的内半径为R8，其靠近阴极的一侧设置有圆盘状支撑环，所述支撑环通过设置在其径向边缘的梳状结构与外筒6卡紧；中间圆柱筒的内半径为R9，其内壁与内导体3对应的部位开有六个环形凹槽，左边四个凹槽的宽度及凹槽之间的距离均与与其对应内导体3上的凹槽相同，外半径均为R10，右边两个凹槽的外半径均为R11，其宽度及凹槽之间的距离均与与其对应内导体3上的凹槽相同，外导体4右端圆柱筒的内半径为R11，长度为L3，在所述内半径为R5的圆柱筒右端开有内半径为R12的卡口，外导体4通过所述卡口与支撑环5相连接，满足R8>R12>R11>R10>R9；所述外导体4中间一段的左侧端面与内导体3的左侧端面平齐，其与阴极2右端的距离为d，d的取值以保证振荡器阻抗较低(40Ω左右)为准，通常根据粒子模拟软件的仿真结果确定，所述外导体4与内导体3的右端平齐；所述支撑环5由三个圆环嵌套组成，其中内外两个圆环的厚度相同，中间圆环的厚度大于内外两个圆环的厚度，凸出的厚度用于固定内导体3、外导体4以及辐射系统，最里面一个圆环的内半径为R1，外半径为R6，中间圆环的内半径为R6，外半径为R11，最外面一个圆环的内半径为R11，外半径为R12，在中间圆环沿轴向开有若干梯形孔用于传输微波，所述梯形孔的数量应以不影响微波的传输效率为准，通常根据粒子模拟软件的仿真结果确定；内导体3与外导体4上前四个相对的凹槽形成调制腔，内导体3与外导体4右端的两个圆柱筒之间的环形空腔组成微波的输出波导，内导体3的后三个凹槽与外导体4的后两个凹槽及输出波导的最左端形成提取腔，所述调制腔用于对阴极2发射的电子束进行密度调制和速度调制，最终将调制腔内本征微波的能量交给电子束，所述提取腔用于与被调制腔调制后的电子束相互作用，最终将电子束的能量传递给提取腔的本征微波并沿输出波导传输给辐射系统；所述外筒6用于给螺线管线圈7提供支撑及固定螺线管线圈7的形状，所述螺线管线圈7用于产生磁场。
进一步地，所述阴极座1、内导体3、外导体4、支撑环5、外筒6均为不锈钢材料，阴极2采用石墨或铜，螺线管线圈7采用漆包铜线圈绕制而成。
进一步地，所述内导体3和外导体4与支撑环5之间的连接方式为螺纹连接。
进一步地，为了提高微波的传输效率，在所述梯形孔的四条棱边倒圆角。
本发明的工作原理是：阴极产生的相对论电子束在调制腔激励起TM01模式的电磁波并与之进行束波相互作用，调制腔对电子束进行密度调制和速度调制，最终将调制腔内本征微波的能量交给电子束，电子束漂移到提取腔，激励起TM02模式的电磁波并与之进行束波相互作用，最终将电子束的能量传递给提取腔的本征微波，产生的高功率微波经由输出波导辐射出去；为了提高功率容量，本发明中提取腔的径向尺寸比传统提取腔大，腔内可以激励起高次模式的微波场。与工作在基摸下的提取腔相比，工作在高次模式下的提取腔径向尺寸较大，因此器件的工作容量大，能够有效降低器件最大表面场强。
与现有技术相比，采用本发明可达到以下技术效果：
(1)本发明中毫米波段渡越时间振荡器的提取腔工作在高次模式下，提取腔径向尺寸大，器件的工作容量大，能够有效降低器件最大表面场强。
(2)本发明中毫米波段渡越时间振荡器的调制腔采用四谐振腔，与现有技术的两谐振腔相比，调制能力更强，束波相互作用更强。同时，四谐振腔的模式分离度更高，避免了模式竞争等缺点。
(3)本发明中毫米波段渡越时间振荡器，输出微波1.38GW，微波频率33.29GHz，效率33.7％，器件的效率高，工作频率纯。
附图说明
图1为背景介绍中现有技术1公开的L波段渡越时间振荡器的结构示意图；
图2为本发明提供的基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器的立体示意图；
图3为本发明提供的基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器的前视剖视结构示意图；
图4为本发明提供的基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器中，内导体3的前视剖视结构示意图；
图5为本发明提供的基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器中，外导体4的前视剖视结构示意图；
图6为本发明提供的基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器中，支撑环5的左视结构示意图；
图7为本发明提供的基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器中，输出微波功率图；
图8为本发明提供的基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器中，提取腔电场分布图；
图9为提取腔采用基模工作的毫米波段渡越时间振荡器中的电场分布图。
具体实施方式 下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为现有技术1中公布的L波段渡越时间振荡器结构示意图。该结构由阴极a、外导体b、内导体c组成，整个结构关于中心轴线旋转对称。阴极a右端中心半径为rbeam。外导体b和内导体c均有四个凹槽，内外导体凹槽的轴向位置和尺寸相同，外导体凹槽处最大半径r1，外导体凹槽处最小半径r2，内导体凹槽处最大半径r3，外导体凹槽处最小半径r4，径向尺寸满足r1>r2>rbeam>r3>r4。该方案结构简单，实验中在二极管电压620kV、电流25kA、导引磁场0.5T的条件下，实验得到了约3.5GW的输出微波功率，微波频率1.64GHz，器件效率达到22.6％。但是该器件工作频率仅为1.64GHz，当把器件频率提高到毫米波频率时，器件尺寸缩小，功率容量下降，器件导体将无法承受内部过大的场强，影响器件的工作效率和稳定性。
图2为本发明提供的基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器的立体示意图，图3为本发明提供的基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器的前视剖视结构示意图。本发明由阴极座1、阴极2、内导体3、外导体4、支撑环5、外筒6、螺线管线圈7组成，整个结构关于中心轴线旋转对称，阴极座1左端连接脉冲功率源的内导体，阴极2套在阴极座1右端，外导体4左端外接脉冲功率源的外导体，内导体3右端和外导体4右端连接支撑环5左端，支撑环5右端连接辐射系统。
其中阴极2是一个薄壁圆筒，壁厚一般取0.1mm-2mm，外半径Rbeam等于电子束半径，套在阴极座1右端。
内导体3由两段半径有突变的圆柱筒组成，两段圆柱筒的内半径均为R1，左端半径较小的圆柱筒靠近阴极的一端封闭，其外半径为R2，在其外壁上开有七个环形凹槽，左边四个凹槽的宽度相等，均为L1，内半径相等，均为R3，右边三个凹槽的宽度相等，均为L2，内半径相等，均为R4，满足L1>L2，R2>R3>R4>R1；左端第一个凹槽的左侧端面距离半径较小的圆柱筒左侧端面的距离为P1，第一个凹槽与第二个凹槽、第二个凹槽与第三个凹槽、第三个凹槽与第四个凹槽的距离相等，均为P2，第四个凹槽与第五个凹槽之间的距离为P3，第五个凹槽与第六个凹槽、第六个凹槽与第七个凹槽之间的距离相等，均为P4，满足P3>P1>P2>P4；右端圆柱筒外半径为R5，在所述外半径为R5的圆柱筒右端开有外半径为R6的卡口，内导体3通过所述卡口与支撑环5相连接，满足R5>R6>R4。图4为本发明提供的基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器中，内导体3的前视剖视结构示意图。
外导体4由三段半径有突变的圆柱筒组成，三段圆柱筒的外半径均为R7，左端圆柱筒的内半径为R8，其靠近阴极的一侧设置有圆盘状支撑环，所述支撑环通过设置在其径向边缘的梳状结构与外筒6卡紧，中间圆柱筒的内半径为R9，其内壁与内导体3对应的部位开有六个环形凹槽，左边四个凹槽的宽度及凹槽之间的距离均与与其对应内导体3上的凹槽相同，外半径为R10，右边两个凹槽的外半径均为R11，其宽度及凹槽之间的距离均与与其对应内导体3上的凹槽相同，外导体4右端圆柱筒的内半径R11，长度为L3，在所述内半径为R5的圆柱筒右端开有内半径为R12的卡口，外导体4通过所述卡口与支撑环5相连接，满足R8>R12>R11>R10>R9。所述外导体4中间一段的左侧端面与内导体3的左侧端面平齐，其与阴极2右端的距离为d，所述外导体4与内导体3的右端平齐。图5为本发明提供的基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器中，外导体4的前视剖视结构示意图。
支撑环5由三个圆环嵌套组成，其中内外两个圆环的厚度相同，中间圆环的厚度大于内外两个圆环的厚度，凸出的厚度用于固定内导体3、外导体4以及辐射系统，最里面一个圆环的内半径为R1，外半径为R6，中间圆环的内半径为R6，外半径为R11，最外面一个圆环的内半径为R11，外半径为R12，在中间的圆环上沿轴向开有18个梯形孔用于传输微波，所述梯形孔的数量应以不影响微波的传输效率为准，通常根据粒子模拟软件的仿真结果确定。所述内导体3和外导体4与支撑环5之间的连接方式为螺纹连接。为了提高微波的传输效率，在所述梯形孔的四条棱边倒圆角。图6为本发明提供的基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器中，支撑环5的左视结构示意图。
进一步地，所述阴极座1、内导体3、外导体4、支撑环5、外筒6均为不锈钢材料，阴极2采用石墨或铜，螺线管线圈7采用漆包铜线圈绕制而成。
本优选实施例实现了中心频率为33.29GHz且具有输出效率高、功率容量大的基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器。粒子模拟中，在4.10GW注入功率下，输出效率达33.7％，对应频率为33.29GHz(对应微波波长λ＝0.9cm)，相应的尺寸设计为：Rbeam＝33.6mm，d＝11.0mm，R1＝27.4mm，R2＝31.5mm，R3＝30.6mm，R4＝30.4mm，R5＝35.4mm，R6＝32.0mm，R7＝49.0mm，R8＝47.0mm，R9＝34.8mm，R10＝36.0mm，R11＝40.9mm，R12＝43.0mm，L1＝2.4mm，L2＝1.8mm，L1＝8.0mm，P1＝4.0mm，P2＝1.6mm，P3＝7.9mm，P4＝0.9mm；梯形孔的数量为18个。
参见图7，可知基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器的瞬时输出功率可达2.75GW，平均输出功率可达1.38GW，输出效率为33.7％。由上述结果可知，本发明克服了通常渡越时间振荡器工作在高频段时功率容量低的缺点，并且能同时兼顾输出效率高、功率容量大的优点，对于设计工作在高频段的渡越时间振荡器具有重要的借鉴意义。
参见图8～9，可知相比于基模工作机制的提取腔，采用高次模式工作机制的提取腔的表面电场得到明显下降，功率容量得到提高，因此基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器具有功率容量高的优点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。
本领域技术人员将清楚本发明的范围不限制于以上讨论的示例，有可能对其进行若干改变和修改，而不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围。尽管己经在附图和说明书中详细图示和描述了本发明，但这样的说明和描述仅是说明或示意性的，而非限制性的。本发明并不限于所公开的实施例。

Claims (5)

1.一种基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器，其特征在于：所述振荡器包括阴极座(1)、阴极(2)、内导体(3)、外导体(4)、支撑环(5)、外筒(6)、螺线管线圈(7)，整个结构关于中心轴线旋转对称，阴极座(1)左端连接脉冲功率源的内导体，阴极(2)套在阴极座(1)右端，外导体(4)左端外接脉冲功率源的外导体，内导体(3)右端和外导体(4)右端连接支撑环(5)左端，支撑环(5)右端连接辐射系统；
阴极(2)是一个薄壁圆筒，壁厚取0.1mm-2mm，外半径Rbeam等于电子束半径，套在阴极座(1)右端；内导体(3)由两段半径有突变的圆柱筒组成，两段圆柱筒的内半径均为R1，左端半径较小的圆柱筒靠近阴极的一端封闭，其外半径为R2，在其外壁上开有七个环形凹槽，左边四个凹槽的宽度相等，均为L1，内半径相等，均为R3，右边三个凹槽的宽度相等，均为L2，内半径相等，均为R4，满足L1>L2，R2>R3>R4>R1；左端第一个凹槽的左侧端面距离半径较小的圆柱筒左侧端面的距离为P1，第一个凹槽与第二个凹槽、第二个凹槽与第三个凹槽、第三个凹槽与第四个凹槽的距离相等，均为P2，第四个凹槽与第五个凹槽之间的距离为P3，第五个凹槽与第六个凹槽、第六个凹槽与第七个凹槽之间的距离相等，均为P4，满足P3>P1>P2>P4；右端圆柱筒外半径为R5，在所述外半径为R5的圆柱筒右端开有外半径为R6的卡口，内导体(3)通过所述卡口与支撑环(5)相连接，满足R5>R6>R4；外导体(4)由三段半径有突变的圆柱筒组成，三段圆柱筒的外半径均为R7，左端圆柱筒的内半径为R8，其靠近阴极的一侧设置有圆盘状支撑环，所述支撑环通过设置在其径向边缘的梳状结构与外筒(6)卡紧；中间圆柱筒的内半径为R9，其内壁与内导体(3)对应的部位开有六个环形凹槽，左边四个凹槽的宽度及凹槽之间的距离均与与其对应内导体(3)上的凹槽相同，外半径均为R10，右边两个凹槽的外半径均为R11，其宽度及凹槽之间的距离均与与其对应内导体(3)上的凹槽相同，外导体(4)右端圆柱筒的内半径为R11，长度为L3，在所述内半径为R5的圆柱筒右端开有内半径为R12的卡口，外导体(4)通过所述卡口与支撑环(5)相连接，满足R8>R12>R11>R10>R9；所述外导体(4)中间一段的左侧端面与内导体(3)的左侧端面平齐，其与阴极(2)右端的距离为d，d的取值以保证振荡器阻抗较低为准，所述外导体(4)与内导体(3)的右端平齐；所述支撑环(5)由三个圆环嵌套组成，其中内外两个圆环的厚度相同，中间圆环的厚度大于内外两个圆环的厚度，凸出的厚度用于固定内导体(3)、外导体(4)以及辐射系统，最里面一个圆环的内半径为R1，外半径为R6，中间圆环的内半径为R6，外半径为R11，最外面一个圆环的内半径为R11，外半径为R12，在中间圆环沿轴向开有若干梯形孔用于传输微波，所述梯形孔的数量应以不影响微波的传输效率为准；内导体(3)与外导体(4)上前四个相对的凹槽形成调制腔，内导体(3)与外导体(4)右端的两个圆柱筒之间的环形空腔组成微波的输出波导，内导体(3)的后三个凹槽与外导体(4)的后两个凹槽及输出波导的最左端形成提取腔，所述调制腔用于对阴极(2)发射的电子束进行密度调制和速度调制，最终将调制腔内本征微波的能量交给电子束，所述提取腔用于与被调制腔调制后的电子束相互作用，最终将电子束的能量传递给提取腔的本征微波并沿输出波导传输给辐射系统；所述外筒(6)用于给螺线管线圈(7)提供支撑及固定螺线管线圈(7)的形状，所述螺线管线圈(7)用于产生磁场。
2.根据权利要求1所述基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器，其特征在于：所述阴极座(1)、内导体(3)、外导体(4)、支撑环(5)、外筒(6)均为不锈钢材料，阴极(2)采用石墨或铜，螺线管线圈(7)采用漆包铜线圈绕制而成。
3.根据权利要求1所述基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器，其特征在于：所述内导体(3)和外导体(4)与支撑环(5)之间的连接方式为螺纹连接。
4.根据权利要求1所述基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器，其特征在于：在所述梯形孔的四条棱边倒圆角。
5.根据权利要求1至4任一条所述基于高次模式工作机制的毫米波段渡越时间振荡器，其特征在于：在4.10GW注入功率下，所述振荡器输出效率达33.7％，对应频率为33.29GHz，相应的尺寸设计为：Rbeam＝33.6mm，d＝11.0mm，R1＝27.4mm，R2＝31.5mm，R3＝30.6mm，R4＝30.4mm，R5＝35.4mm，R6＝32.0mm，R7＝49.0mm，R8＝47.0mm，R9＝34.8mm，R10＝36.0mm，R11＝40.9mm，R12＝43.0mm，L1＝2.4mm，L2＝1.8mm，L1＝8.0mm，P1＝4.0mm，P2＝1.6mm，P3＝7.9mm，P4＝0.9mm；梯形孔的数量为18个。
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