CN110459452A - 一种带状电子注耦合腔慢波结构加工装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带状电子注耦合腔慢波结构加工装配方法，将带状电子注耦合腔慢波结构分为两种结构，一种是空腔结构，一种是隔离叶片结构，空腔结构为矩形环，隔离叶片结构为外轮廓与矩形环相同的隔离叶片，隔离叶片的具体设置根据带状电子注耦合腔慢波结构的类型确定；在加工装配时将矩形环和隔离叶片间隔排列，隔离叶片的设置根据带状电子注耦合腔慢波结构的类型确定。本发明对带状电子注耦合腔慢波结构加工装配结构进行改进，在保证性能的前提下降低加工装配难度。

Description

一种带状电子注耦合腔慢波结构加工装配方法

技术领域

本发明属于微波器件技术领域，更为具体地讲，涉及一种带状电子注耦合腔慢波结构加工装配方法。

背景技术

耦合腔结构利用可相互耦合的空腔谐振模式实现电磁波的传输。在作为滤波器使用时，它具有带内损耗低、带外损耗高、边缘转换速度快的特点。在作为行波管、速调管的慢波结构互作用区，即核心放大器使用时，它具有耦合阻抗高、体积小、放大效率高的优势，因此耦合腔是一类重要的慢波结构。

带状电子注耦合腔慢波结构是指采用带状电子注工作的耦合腔式慢波结构。目前常用的带状电子注耦合腔慢波结构主要有：单槽、双槽和三槽耦合腔慢波结构(单孔、双孔和三孔耦合腔慢波结构)。图1是带状电子注单槽耦合腔慢波结构的结构示意图。图2是带状电子注双槽耦合腔慢波结构的结构示意图。图3是带状电子注三槽耦合腔慢波结构的结构示意图。

带状注耦合腔慢波结构行波管具有输出功率高、效率高、体积小的优势，然而却面临结构小、加工困难等问题。带状注耦合腔慢波结构目前加工方法来源于圆柱形电子注耦合腔慢波结构的加工方法，采用卡套的方式来实现。图4是带状电子注三槽耦合腔慢波结构的卡套式加工装配结构示意图。如图4所示，卡套式加工装配时，加工单个慢波结构环，然后一个套一个的方式来实现整管结构，并进行整管焊接。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带状电子注耦合腔慢波结构加工装配方法，对带状电子注耦合腔慢波结构加工装配结构进行改进，在保证性能的前提下降低加工装配难度。

为了实现上述发明目的，本发明带状电子注耦合腔慢波结构加工装配方法将带状电子注耦合腔慢波结构分为两种结构，一种是空腔结构，一种是隔离叶片结构，空腔结构为矩形环，隔离叶片结构为外轮廓与矩形环相同的隔离叶片，隔离叶片的具体设置需要根据带状电子注耦合腔慢波结构的类型确定，包括以下情况：

当带状电子注耦合腔慢波结构为单槽耦合腔慢波结构时，在隔离叶片的中心处竖向设置电子注孔，在电子注的上方设置与电子注孔垂直的耦合孔；在加工装配时将矩形环和隔离叶片间隔排列，且相邻两个隔离叶片反向放置；

当带状电子注耦合腔慢波结构为双槽耦合腔慢波结构时，隔离叶片分为耦合孔竖向排列和耦合孔横向排列两种类型：耦合孔竖向排列隔离叶片的中心处竖向设置电子注孔，在电子注的上方和下方对称设置与电子注孔垂直的耦合孔；耦合孔横向排列隔离叶片的中心处竖向设置电子注孔，在电子注的左侧和右侧对称设置与电子注孔平行的耦合孔；在加工装配时将矩形环和隔离叶片间隔排列，且隔离叶片排列时耦合孔竖向排列隔离叶片和耦合孔横向排列隔离叶片间隔排列；

当带状电子注耦合腔慢波结构为三槽耦合腔慢波结构时，在隔离叶片的中心处竖向设置电子注孔，在电子注孔的上方设置一个与电子注孔垂直的耦合孔，在电子注孔的左侧和右侧分别设置一个与电子注孔平行的耦合孔；在加工装配时将矩形环和隔离叶片间隔排列，且相邻两个隔离叶片反向放置。

本发明带状电子注耦合腔慢波结构加工装配方法，将带状电子注耦合腔慢波结构分为两种结构，一种是空腔结构，一种是隔离叶片结构，空腔结构为矩形环，隔离叶片结构为外轮廓与矩形环相同的隔离叶片，隔离叶片的具体设置根据带状电子注耦合腔慢波结构的类型确定；在加工装配时将矩形环和隔离叶片间隔排列，隔离叶片的设置根据带状电子注耦合腔慢波结构的类型确定。

本发明具有以下有益效果：

1)本发明将带状电子注耦合腔慢波结构分为空腔结构和隔离叶片结构，加工方式简单、易于量产，避免了传统卡套式加工装配必须单个周期加工而带来的损耗大、成本高、加工速度慢、不易量产等问题。

2)本发明在进行矩形环和隔离叶片加工时，可以采用同种矩形管道切片而成，各切片结构一致，可以有效避免传统卡套式加工装配导致的结构一致性差的问题，从而保证带状电子注耦合腔慢波结构的性能。

3)经验证，采用本方法本发明加工装配结构得到的带状电子注三槽耦合腔慢波结构，其S参数优于卡套式加工装配结构，这是因为卡套式加工装配结构容易出现偏斜的问题，导致空腔谐振频率不一致，而本发明可以有效改善该问题，从而改善S参数。

附图说明

图1是带状电子注单槽耦合腔慢波结构的结构示意图；

图2是带状电子注双槽耦合腔慢波结构的结构示意图；

图3是带状电子注三槽耦合腔慢波结构的结构示意图；

图4是带状电子注三槽耦合腔慢波结构的卡套式加工装配结构示意图；

图5是本发明中带状电子注单槽耦合腔慢波结构的加工装配结构示意图；

图6是本发明中带状电子注双槽耦合腔慢波结构的加工装配结构示意图；

图7是本发明中带状电子注三槽耦合腔慢波结构的加工装配结构示意图；

图8是采用本发明加工装配结构得到的带状电子注三槽耦合腔慢波结构和采用卡套式加工装配结构得到的带状电子注三槽耦合腔慢波结构的S参数对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

实施例

本发明带状电子注耦合腔慢波结构加工装配方法的具体方法为：将带状电子注耦合腔慢波结构分为两种结构，一种是空腔结构，一种是隔离叶片结构，空腔结构为矩形环，隔离叶片结构为外轮廓与矩形环相同的隔离叶片，隔离叶片的具体设置需要根据带状电子注耦合腔慢波结构的类型确定，本发明中分为三种类型。

图5是本发明中带状电子注单槽耦合腔慢波结构的加工装配结构示意图。如图5所示，当带状电子注耦合腔慢波结构为单槽耦合腔慢波结构时，在隔离叶片的中心处竖向设置电子注孔，在电子注的上方设置与电子注孔垂直的耦合孔。在加工装配时将矩形环和隔离叶片间隔排列，且相邻两个隔离叶片反向放置，即后一隔离叶片为前一隔离叶片180度旋转的结果。

图6是本发明中带状电子注双槽耦合腔慢波结构的加工装配结构示意图。如图6所示，当带状电子注耦合腔慢波结构为双槽耦合腔慢波结构时，隔离叶片分为耦合孔竖向排列和耦合孔横向排列两种类型：耦合孔竖向排列隔离叶片的中心处竖向设置电子注孔，在电子注的上方和下方对称设置与电子注孔垂直的耦合孔；耦合孔横向排列隔离叶片的中心处竖向设置电子注孔，在电子注的左侧和右侧对称设置与电子注孔平行的耦合孔。在加工装配时将矩形环和隔离叶片间隔排列，且隔离叶片排列时耦合孔竖向排列隔离叶片和耦合孔横向排列隔离叶片间隔排列。

图7是本发明中带状电子注三槽耦合腔慢波结构的加工装配结构示意图。如图7所示，当带状电子注耦合腔慢波结构为三槽耦合腔慢波结构时，在隔离叶片的中心处竖向设置电子注孔，在电子注孔的上方设置一个与电子注孔垂直的耦合孔，在电子注孔的左侧和右侧分别设置一个与电子注孔平行的耦合孔。在加工装配时将矩形环和隔离叶片间隔排列，且相邻两个隔离叶片反向放置，即后一隔离叶片为前一隔离叶片180度旋转的结果。

对于矩形环，可以由矩形管道切片得到。同样地，隔离叶片也可以先加工成内部有直通耦合孔的矩形管道，再切片得到。这种加工方式简单、易于量产，且各切片结构一致，在焊接后更易于保证整体结构的性能。对于电子注孔和耦合孔的形状而言，可以根据实际需要设置，例如矩形、梯形、圆形、三角形或顶端为圆弧的矩形等。矩形环和隔离叶片的材质可以采用无氧铜、不锈钢、钨等金属材料或合金材料，根据实际需要确定即可。

为了更好地说明本发明的技术效果，采用带状电子注三槽耦合腔慢波结构为例进行实验验证。本实施例的带状电子注三槽耦合腔慢波结构中矩形环外径为4.5cm*3.3cm，内径为4cm*3cm，切片厚度为1cm，隔离叶片的电子注通道尺寸为3.7cm*0.5cm，三个耦合孔的尺寸均为3.5cm*0.5cm。电子和电磁波互作用后，能够放大波长为5cm的电磁波，产生输出。

为了进行技术效果对比，将采用卡套式加工装配结构得到的带状电子注三槽耦合腔慢波结构，和采用本发明加工装配结构得到的带状电子注三槽耦合腔慢波结构的S参数(散射参数)进行对比。图8是采用本发明加工装配结构得到的带状电子注三槽耦合腔慢波结构和采用卡套式加工装配结构得到的带状电子注三槽耦合腔慢波结构的S参数对比图。如图8所示，采用本发明加工装配结构得到的带状电子注三槽耦合腔慢波结构在S参数性能上优于卡套式加工装配结构，可见本发明在降低加工装配复杂度的同时，可以有效保证带状电子注耦合腔慢波结构的性能。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (2)

1.一种带状电子注耦合腔慢波结构加工装配方法，其特征在于，将带状电子注耦合腔慢波结构分为两种结构，一种是空腔结构，一种是隔离叶片结构，空腔结构为矩形环，隔离叶片结构为外轮廓与矩形环相同的隔离叶片，隔离叶片的具体设置需要根据带状电子注耦合腔慢波结构的类型确定，包括以下情况：

当带状电子注耦合腔慢波结构为单槽耦合腔慢波结构时，在隔离叶片的中心处竖向设置电子注孔，在电子注的上方设置与电子注孔垂直的耦合孔；在加工装配时将矩形环和隔离叶片间隔排列，且相邻两个隔离叶片反向放置；

当带状电子注耦合腔慢波结构为双槽耦合腔慢波结构时，隔离叶片分为耦合孔竖向排列和耦合孔横向排列两种类型：耦合孔竖向排列隔离叶片的中心处竖向设置电子注孔，在电子注的上方和下方对称设置与电子注孔垂直的耦合孔；耦合孔横向排列隔离叶片的中心处竖向设置电子注孔，在电子注的左侧和右侧对称设置与电子注孔平行的耦合孔；在加工装配时将矩形环和隔离叶片间隔排列，且隔离叶片排列时耦合孔竖向排列隔离叶片和耦合孔横向排列隔离叶片间隔排列；

当带状电子注耦合腔慢波结构为三槽耦合腔慢波结构时，在隔离叶片的中心处竖向设置电子注孔，在电子注孔的上方设置一个与电子注孔垂直的耦合孔，在电子注孔的左侧和右侧分别设置一个与电子注孔平行的耦合孔；在加工装配时将矩形环和隔离叶片间隔排列，且相邻两个隔离叶片反向放置。

2.根据权利要求1所述的带状电子注耦合腔慢波结构加工装配方法，其特征在于，所述矩形环由矩形管道切片得到，隔离叶片也可以先加工成内部有直通耦合孔的矩形管道，再切片得到。