CN107331592A - 一种双端输出扩展互作用振荡器的高频结构 - Google Patents

一种双端输出扩展互作用振荡器的高频结构 Download PDF

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张开春
王奇
盛昌建
陈科
袁学松
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    • H01J25/02—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators
    • H01J25/10—Klystrons, i.e. tubes having two or more resonators, without reflection of the electron stream, and in which the stream is modulated mainly by velocity in the zone of the input resonator
    • H01J25/11—Extended interaction klystrons
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/16—Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
    • H01J23/24—Slow-wave structures, e.g. delay systems

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双端输出扩展互作用振荡器的高频结构，其特点是在高频结构两端各有一个输出端口，且两个端口输出的电磁波功率相近，频率相同。该高频结构可以使用所有的慢波结构，包括耦合腔、梯形线和折叠波导以及折叠波导的变形结构等。它的工作模式在2π附近，输出的功率之和大于常规单输出端口扩展互作用振荡器。

Description

一种双端输出扩展互作用振荡器的高频结构
技术领域
本发明涉及一种双端输出扩展互作用振荡器的高频结构，属于电真空领域。
背景技术
扩展互作用振荡器是一种重要的辐射源，它的工作频率可以覆盖毫米波段和亚毫米波段，同时它正在发展为一种关键的太赫兹辐射源。扩展互作用振荡器具有结构紧凑、工作电压低、功耗小以及效率高等优点。其高频结构是一种两端短路的慢波结构，即慢波谐振腔。因此它既是一种慢波系统，又是一种谐振系统。
高频结构是辐射源的关键组成部分之一，常规的辐射源高频结构只具有一个输出端口，比如，行波管是前向输出，返波管是后向输出。由于扩展互作用振荡器的工作模式常为2π模，电磁波在慢波谐振腔中既要前向传播又要后向传播，所以其输出方式可以采用单端口(前向或后向)或双端口输出。研究表明：双端输出工作时，两个端口的输出功率大致相等，且每个端口的输出功率与单端口工作时的输出功率也大致相等，因此，这种双端输出不但能增加扩展互作用器件的输出功率，还可以拓展其功能和应用。
发明内容
为了提高扩展互作用振荡器的输出功率和使用的便利性、多功能性，本发明提供了一种具有两个输出端口的扩展互作用振荡器高频结构。在该结构中，从两个输出端口辐射的电磁波频率相同、输出功率大致相当。
本发明的目的由以下技术措施实现：
输出端口分别位于高频结构的两端，两个输出端口可以且不限于在同一侧。高频结构可以使用所有的慢波结构，包括耦合腔、梯形线和折叠波导以及折叠波导的变形结构等。采用双输出端口的扩展互作用振荡器工作模式在2π附近。
本发明具有的优点是，输出功率之和大于常规单输出端口扩展互作用振荡器，而且两路输出在实际应用中有非常重要的优势和用途，如通信、信号调制/解调、锁模等方面。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1、图2和图3为双端输出扩展互作用振荡器的高频结构示意图，其中图1中的高频结构是由曲折波导构成，图2中的高频结构是由耦合腔构成，图3中的高频结构是由梯形线构成。它们是扩展互作用振荡器双输出模式的三种实现形式。
在图1中，1、4为两个输出端口，2为电子注通道，3为曲折波导。
在图2中，1、6为两个输出端口，2为输出耦合口，3为电子注通道，4为互作用间隙，5为耦合槽。
在图3中，1、6为两个输出端口，2为输出耦合口，3为电子注通道，4为互作用间隙，5为耦合槽，。
具体实施方式
如图1所示，扩展互作用振荡器高频结构由输出端口1、4，电子注通道2和曲折波导3构成。如图2所示，扩展互作用振荡器高频结构由输出端口1、6，输出耦合口2，电子注通道3，互作用间隙4和耦合槽5构成。如图3所示，扩展互作用振荡器高频结构由输出端口1、6，输出耦合口2，电子注通道3，互作用间隙4和耦合槽5构成。根据扩展互作用振荡器的性能要求，调整电子通道半径和曲折波导的尺寸以符合工作频率。调整高频结构的尺寸以形成稳定的场分布，使其工作在2π模式。对两个端口输出的电磁波采用功率合成技术进行功率合成，达到较高的输出功率。
如图1所示的高频结构，电子注通道半径为0.4mm，曲折波导的槽宽为0.3mm,槽与槽的间距为0.4mm，槽的深度为2mm，高度为4mm。经过计算，该高频结构的工作频率为105.25GHz。

Claims (6)

1.一种双端输出扩展互作用振荡器的高频结构，其特征在于该高频结构具有两个输出口，分别位于高频结构两端。
2.如权利要求1所述高频结构，其特征在于该高频结构两个输出端口可以且不限于在同一侧。
3.如权利要求1所述高频结构，其特征在于该高频结构工作在2π模式。
4.如权利要求1所述高频结构，其特征在于该高频结构两个端口输出的电磁波功率相近，频率相同。
5.如权利要求1所述高频结构，其特征在于该高频结构两个端口输出的功率之和大于单端口输出功率。
6.如权利要求1所述高频结构，其特征在于该高频结构可以使用所有慢波结构，包括耦合腔、梯形线和折叠波导以及折叠波导的变形结构等。
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