CN201877397U - 一种多注行波管能量耦合结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多注行波管能量耦合结构，包括端盖、与端盖固定的底座、及与底座固定的连接环，底座由极靴与垫片组合而成，连接环上设有调谐螺钉并且中心开有通孔，调谐螺钉穿过底座，端盖上设有凸台及耦合槽，端盖及底座上均设有电子注通道，调谐螺钉与耦合槽位置对应；通过连续的调节所述调谐螺钉及选择不同凸台高度的端盖来进行波导匹配。通过调节所述调谐螺钉和选择不同端盖，以增加一个附加的反射信号，通过连续调节，找到一个适当的位置，使得增加的反射信号与原有反射信号幅度相同，相位相反，二者互相重叠后会相互抵消，总的电压驻波比会下降到允许值，解决了多注行波管输入输出匹配困难的问题。本实用新型结构简单，应用方便。

Description

一种多注行波管能量耦合结构

技术领域

本实用新型属于微波真空电子器件领域，具体涉及一种多注行波管能量耦合结构。

背景技术

行波管是一种利用高速电子注与微波信号互作用将电子注的动能转化为微波能量的功率放大器件。行波管的应用范围十分广阔，几乎所有的卫星通讯都使用行波管作为末级放大器。在大多数雷达系统中都要使用一只或若干只行波管作为产生高频发射脉冲的大功率放大器。行波管按慢波结构一般分为螺旋线行波管和耦合腔行波管两大类。

多注耦合腔行波管是近年来发展起来的一种新型行波管，与单注耦合腔行波管相比，其具有工作电压低、体积小、重量轻、可靠性好等优点。它的工作原理是，在行波管的慢波系统里有多个电子注同时与微波信号发生互作用。由于每个电子注的导流系数都不大，可以利用较小的聚焦磁场对电子注进行聚焦，有利于行波管的小型化，同时由于电子注总数比较多，其获得的总的电子注导流系数又比较大，只需采用小的电压即可获得优良的行波管特性。

多注耦合腔行波管的优点有目共堵，但其也存在许多的缺点，如零件加工和装配成品率低、输入输出匹配困难、成本高等。其中多注耦合腔行波管的输入输出匹配困难的缺点尤其突出，其是由于能量耦合结构的设计难度较大造成的。所谓的能量耦合结构就是指将慢波系统与输入输出波导进行能量耦合的装置，由于慢波系统与输入输出波导之间的波阻抗存在较大的差异，多注耦合腔行波管的输入输出匹配困难。同时，由于在多注耦合腔行波管中，电子注数量较多，耦合腔的大部分区域被电子注的流通区域占据，就无法象单注行波管一样在耦合腔中设计一些调节装置。多注耦合腔行波管的输入输出匹配困难成为多注耦合腔行波管能量耦合结构设计的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多注行波管能量耦合结构，解决多注耦合腔行波管的输入输出匹配困难的问题。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

所述的这种多注行波管能量耦合结构，包括端盖、底座、连接环。

所述的底座由极靴与垫片组合而成，作为本实用新型的进一步改进，所述极靴与垫片焊接在一起。

所述连接环固定在底座上，作为本实用新型的进一步改进，所述连接环焊接在底座上。

所述连接环中心开有通孔。在所述连接环上设有调谐螺钉。调谐螺钉为四个，在连接环的一侧分布有三个，另一侧分布有一个，两侧的调谐螺钉以通孔为对称中心。调谐螺钉穿过底座。

作为本实用新型的进一步改进，所述调谐螺钉的数量可视具体情况调整。

所述端盖的一侧设有凸台。

所述端盖上设有耦合槽，耦合槽以所述凸台为对称中心分布在所述端盖上。作为本实用新型的进一步改进，所述耦合槽为腰形结构。所述耦合槽的作用是使慢波系统中传输的微波能量耦合到耦合器中。

所述底座与设有凸台的端盖一侧固定在一起，构成耦合器的主体结构。作为本实用新型的进一步改进，所述端盖与焊接在底座上的连接环焊接在一起。

所述端盖及底座上均设有电子注通道，二者上的电子注通道对中。

所述连接环上的调谐螺钉与所述端盖上的耦合槽位置对应。

所述端盖上凸台的高度可做成多个不同尺寸以供挑选。所述端盖及底座为“U”形，这样磁聚焦系统的永磁体就能安装在所述端盖的外面。由于所述端盖及底座为“U”形，需要将所述端盖及底座的圆弧段波导的阻抗均匀的过渡到输入输出矩形段波导的阻抗，需要将端盖及底座矩形波导的长边长度d设计成与端盖及底座圆弧长度L相等。

所述极靴为行波管磁聚焦系统的极靴，用软铁材料制作，除极靴以外的零件均用非铁磁性的材料制作。这样所述耦合结构就不会破坏行波管的磁聚焦系统的完整性。

所述多注行波管能量耦合结构可作为输入能量耦合结构，亦可作为输出能量耦合结构。当其作为输入能量耦合结构时，所述连接环与电子枪相接，所述端盖与行波管慢波系统连接；当其作为输出能量耦合结构时，所述连接环与收集极相接，所述端盖与行波管慢波系统连接。

在进行波导匹配时，通过连续的调节所述连接环上的调谐螺钉，和选择不同凸台高度的端盖来完成。通过调节所述调谐螺钉和选择不同端盖，以增加一个附加的反射信号，这个反射信号将与原有的反射信号相叠加。通过连续的调节，找到一个适当的位置，使得增加的反射信号与原有的反射信号幅度相同，相位相反，它们互相叠加以后会互相抵消，此时，总的电压驻波比会下降到允许值。在调节好以后，通过激光焊接的方法将所述调谐螺钉固定。

本实用新型的优点在于：通过对多注行波管能量耦合结构的改进，以增加调谐螺钉和改变端盖凸台的方式，连续的调节慢波系统与输入输出波导之间的阻抗匹配，增加一个附加的反射信号，使得这个反射信号与原有的反射信号相抵消，从而使得总的电压驻波比会下降到允许值，解决了行波管的输入输出匹配困难的难题。本实用新型结构简单，应用方便。

附图说明

下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为所述多注行波管能量耦合结构的截面示意图；

图2为图1沿A方向示意图；

图3为图1沿B-B方向示意图；

上述图中的标记均为：

1、端盖，2、底座，3、连接环，4、垫片，5、极靴，6、调谐螺钉，7、凸台，8、耦合槽，9、电子注通道。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所示的多注行波管能量耦合结构，其包括端盖1、底座2、连接环3。

所述的底座2由极靴5与垫片4组合而成，所述极靴5与垫片4焊接在一起。所述连接环3固定在底座2上，连接环3焊接在底座2上。

所述连接环3中心开有通孔。所述连接环3上设有调谐螺钉6。调谐螺钉6为四个，在连接环3的一侧分布有三个，另一侧分布有一个，两侧的调谐螺钉6以通孔为对称中心。调谐螺钉6穿过底座2。

所述端盖1的一侧设有凸台7。

所述端盖1上设有耦合槽8，耦合槽8以所述凸台7为对称中心分布在所述端盖1上。所述耦合槽8为腰形结构。所述耦合槽8的作用是使慢波系统中传输的微波能量耦合到耦合器中。

所述底座2与设有凸台7的端盖1一侧固定在一起，构成耦合器的主体结构。

所述端盖1及底座2上均设有电子注通道9，二者上的电子注通道9对中。

所述连接环3上的调谐螺钉6与所述端盖1上的耦合槽8位置对应。

所述端盖1上凸台7的高度可做成多个不同尺寸以供挑选。

如图2、图3所示，所述端盖1及底座2为“U”形。由于所述端盖1及底座2为“U”形，需要将所述端盖1及底座2的圆弧段波导的阻抗均匀的过渡到输入输出矩形段波导的阻抗，需要将端盖1及底座2矩形波导的长边长度d设计成与端盖1及底座2圆弧长度L相等。

所述的这种多注行波管能量耦合结构的工作原理为：所述端盖1与行波管慢波系统连接，当作为输入能量耦合结构时，所述底座2与行波管电子枪相接，当作为输出能量耦合结构时，所述底座2与行波管收集极相接。在进行波导匹配时，通过连续的调节所述连接环3上的调谐螺钉6，和选择不同凸台7高度的端盖1来完成。通过调节所述调谐螺钉6和选择不同端盖1，以增加一个附加的反射信号，这个反射信号将与原有的反射信号相叠加。通过连续的调节，找到一个适当的位置，使得增加的反射信号与原有的反射信号幅度相同，相位相反，它们互相叠加以后会互相抵消，此时，总的电压驻波比会下降到允许值。在调节好以后，通过激光焊接的方法将所述调谐螺钉6固定。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多注行波管能量耦合结构，其特征在于：包括端盖(1)、与端盖(1)固定的底座(2)、及与底座(2)固定的连接环(3)，所述的底座(2)由极靴(5)与垫片(4)组合而成，所述连接环(3)中心开有通孔，所述连接环(3)上设有调谐螺钉(6)；所述调谐螺钉(6)穿过底座(2)并以连接环(3)通孔为对称中心分布在两侧；所述端盖(1)的一侧设有凸台(7)，所述端盖(1)上设有耦合槽(8)，所述耦合槽(8)以所述凸台(7)为对称中心分布在所述端盖(1)上；所述底座(2)与设有凸台(7)的端盖(1)一侧固定在一起，所述连接环(3)上的调谐螺钉(6)与所述端盖(1)上的耦合槽(8)位置对应；所述端盖(1)及底座(2)上均设有电子注通道(9)。

2.按照权利要求1所述的多注行波管能量耦合结构，其特征在于：所述连接环(3)上设有四个调谐螺钉(6)；所述调谐螺钉(6)穿过底座(2)并以连接环(3)通孔为对称中心分布在两侧，其中一侧分布有三个，另一侧分布一个。

3.按照权利要求1所述的多注行波管能量耦合结构，其特征在于：所述连接环(3)焊接在底座(2)上，所述极靴(5)与垫片(4)焊接在一起；所述端盖(1)与焊接在底座(2)上的连接环(3)焊接在一起。

4.按照权利要求1或2或3所述的多注行波管能量耦合结构，其特征在于：所述端盖(1)及底座(2)为“U”形，所述端盖(1)及底座(2)矩形波导的长边长度d与端盖(1)及底座(2)圆弧长度L相等。

5.按照权利要求4所述的多注行波管能量耦合结构，其特征在于：当其作为输入能量耦合结构时，所述端盖(1)与行波管慢波系统连接，所述底座(2)与行波管电子枪相接；当其作为输出能量耦合结构时，所述底座(2)与行波管收集极相接，所述端盖(1)与行波管慢波系统连接。

Images