开口电子注通道的曲折波导慢波结构及行波管结构制造技术

本发明专利技术公开了开口电子注通道的曲折波导慢波结构及行波管结构，涉及真空电子技术领域；其上弯曲波导和下弯曲波导均为正弦半波起伏结构等间距排布；上弯曲波导和下弯曲波导的排布周期p相同，且所述上弯曲波导与下弯曲波导之间的周期交错设置；直波导一体式连接在相邻的2个正弦起伏结构之间；开口电子注通道为沿排布周期p的方向在直波导和正弦起伏结构上开设出的开口孔道；本发明专利技术在传统的曲折波导结构基础上，进行结构上的改进，通过正弦半波起伏结构的等间距排布构成上弯曲波导和下弯曲波导，并设置开口电子注通道，相较于常规曲折波导，本方案提高的曲折波导慢波结构带宽明显展宽。展宽。展宽。

【技术实现步骤摘要】
开口电子注通道的曲折波导慢波结构及行波管结构


[0001]本专利技术涉及真空电子
，具体涉及开口电子注通道的曲折波导慢波结构及行波管结构。

技术介绍

[0002]行波管是毫米波、太赫兹频段应用最广泛的电真空器件之一。慢波结构作为行波管中注
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波互作用的核场所，传输高频电磁行波并使电磁波的相速度降到同步速度，其结构直接决定了行波管的性能。随着工作频率的升高，慢波结构的尺寸明显变小，在常用的慢波结构中，螺旋线结构以及耦合腔结构均因结构特性面临难以加工的挑战，因此，寻找能工作在高频段且性能优良的行波管慢波结构十分重要。曲折波导作为全金属慢波结构，具有散热性能好，功率容量大，输入输出结构相对简单，易于加工等优点，在太赫兹频段很有潜力成为一种大功率的小型辐射源，但现有曲折波导的结构使得其基模的带宽有一定局限性。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：传统的曲折波导结构基模的带宽存在局限性，本专利技术目的在于提供展宽开口电子注通道的曲折波导慢波结构及行波管结构，在传统的曲折波导结构基础上，进行结构上的改进，通过正弦半波起伏结构的等间距排布构成上弯曲波导和下弯曲波导，并设置开口电子注通道，相较于常规曲折波导，本方案提高的曲折波导慢波结构带宽明显展宽。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0005]本方案提供开口电子注通道的曲折波导慢波结构，包括壳体，所述壳体内设置有上弯曲波导、下弯曲波导、开口电子注通道和直波导；
[0006]所述上弯曲波导和下弯曲波导均为正弦半波起伏结构等间距排布；
[0007]所述上弯曲波导和下弯曲波导的排布周期p相同，且所述上弯曲波导与下弯曲波导之间的周期交错设置；所述直波导一体式连接在相邻的2个正弦起伏结构之间；
[0008]所述开口电子注通道为沿排布周期p的方向在直波导和正弦起伏结构上开设出的开口孔道。
[0009]本方案工作原理：传统的曲折波导结构基模的带宽存在局限性，本专利技术目的在于提供开口电子注通道的曲折波导慢波结构及行波管结构，在传统的曲折波导结构基础上，进行结构上的改进，通过正弦半波起伏结构的等间距排布构成上弯曲波导和下弯曲波导，并设置开口电子注通道，相较于常规曲折波导，本方案提高的曲折波导慢波结构带宽明显展宽。
[0010]进一步优化方案为，与上弯曲波导一体式连接的直波导，和与下弯曲波导一体式连接的直波导排列在同一水平线上。
[0011]进一步优化方案为，所述直波导为长方体状，高为s，宽为w；w为正弦半波起伏结构的间距。
[0012]进一步优化方案为，所述开口孔道为圆柱形孔道。
[0013]进一步优化方案为，所述圆柱形孔道的直径大于s。
[0014]进一步优化方案为，圆柱形孔道使与上弯曲波导一体式连接的直波导下方开口；圆柱形孔道使与下弯曲波导一体式连接的直波导的上方开口。沿周期排列方向开孔作为电子注通道，沿中轴线在金属壁上从头至尾的圆形开孔半径为r，且开孔直径大于直波导段的长度，所开孔形成的电子注通道为非封闭的，即开口型的；该开口电子注通道的直径大于直波导的高度，电子注通道在垂直于传输方向上为非封闭式，保证相较于常规曲折波导，该展宽开口电子注通道的曲折波导慢波结构的带宽明显展宽。
[0015]进一步优化方案为，所述圆柱形孔道的中心线过直波导的中心。
[0016]进一步优化方案为，所述曲折波导慢波结构的带宽范围为：304GHz
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400GHz。
[0017]本方案还提供行波管结构，包括上述方案的展宽开口电子注通道的曲折波导慢波结构，还包括：渐变结构、输入耦合结构和输出耦合结构；输入耦合结构通过渐变结构连接曲折波导慢波结构，曲折波导慢波结构通过渐变结构连接输出耦合结构。
[0018]进一步优化方案为，所述曲折波导慢波结构为全金属结构。
[0019]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0020]本专利技术提供的开口电子注通道的曲折波导慢波结构；在传统的曲折波导结构基础上，进行结构上的改进，通过正弦半波起伏结构的等间距排布构成上弯曲波导和下弯曲波导，并设置开口电子注通道，相较于常规曲折波导，本方案提高的曲折波导慢波结构带宽明显展宽。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
[0022]图1为开口电子注通道的曲折波导慢波结构示意图；
[0023]图2为常规曲折波导结构示意图；
[0024]图3为常规曲折波导结构的色散特性仿真结果示意图；
[0025]图4为实例1的曲折波导慢波结构的色散特性仿真结果示意图；
[0026]图5为行波管结构示意图；
[0027]图6为行波管结构的传输特性仿真结果示意图。
[0028]附图中标记及对应的零部件名称：
[0029]1‑
壳体，2
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上弯曲波导，3
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下弯曲波导，4
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直波导，5
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开口电子注通道，6
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渐变结构，7
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输入耦合结构，8
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输出耦合结构。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0031]曲折波导作为全金属慢波结构，具有散热性能好，功率容量大，输入输出结构相对简单，易于加工等优点，在太赫兹频段很有潜力成为一种大功率的小型辐射源，但现有曲折波导的结构使得其基模的带宽有一定局限性。
[0032]鉴于此本专利技术提供以下实施例以解决现有曲折波导的结构基模的带宽局限性的问题。
[0033]实施例1
[0034]本实施例提供开口电子注通道的曲折波导慢波结构，如图1所示，包括壳体1，所述壳体1内设置有上弯曲波导2、下弯曲波导3、开口电子注通道5和直波导4；
[0035]所述上弯曲波导2和下弯曲波导3均为正弦半波起伏结构等间距排布；
[0036]所述上弯曲波导2和下弯曲波导3的排布周期p相同，且所述上弯曲波导2与下弯曲波导3之间的周期交错设置；所述直波导4一体式连接在相邻的2个正弦起伏结构之间；
[0037]所述开口电子注通道5为沿排布周期p的方向在直波导和正弦起伏结构上开设出的开口孔道。
[0038]与上弯曲波导2一体式连接的直波导，和与下弯曲波导3一体式连接的直波导排列在同一水平线上。
[0039]所述直波导4为长方体状，高为s，宽为w；w为正弦半波起伏结构的间距。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.开口电子注通道的曲折波导慢波结构，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)内设置有上弯曲波导(2)、下弯曲波导(3)、开口电子注通道(5)和直波导(4)；所述上弯曲波导(2)和下弯曲波导(3)均为正弦半波起伏结构等间距排布；所述上弯曲波导(2)和下弯曲波导(3)的排布周期p相同，且所述上弯曲波导(2)与下弯曲波导(3)之间的周期交错设置；所述直波导(4)一体式连接在相邻的2个正弦起伏结构之间；所述开口电子注通道(5)为沿排布周期p的方向在直波导和正弦起伏结构上开设出的开口孔道。2.根据权利要求1所述的开口电子注通道的曲折波导慢波结构，其特征在于，与上弯曲波导(2)一体式连接的直波导，和与下弯曲波导(3)一体式连接的直波导排列在同一水平线上。3.根据权利要求1所述的开口电子注通道的曲折波导慢波结构，其特征在于，所述直波导(4)为长方体状，高为s，宽为w,w为正弦半波起伏结构的间距。4.根据权利要求2所述的开口电子注通道的曲折波导慢波结构，其特征在于，所述开口孔道(5)为圆柱形孔道。5.根据权利要求3所述的开口...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗瑾璟，魏彦玉，徐进，蔡金赤，岳玲娜，殷海荣，赵国庆，王文祥，尹鹏程，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：