一種產(chǎn)生8毫米波的相對(duì)論返波振蕩器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種產(chǎn)生8毫米波的相對(duì)論返波振蕩器，包括外筒和設(shè)置在外筒內(nèi)的若干個(gè)帶有中心孔的慢波結(jié)構(gòu)，所述慢波結(jié)構(gòu)為矩形結(jié)構(gòu)，每一個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的周期一致，且每一個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的中心孔內(nèi)徑不一致。本實(shí)用新型通過(guò)在振蕩器慢波結(jié)構(gòu)起始及結(jié)束部分采用慢波結(jié)構(gòu)徑向尺寸階梯分布，有利于高功率微波的快速起振及提高束波能量轉(zhuǎn)換效率，可以在較低電壓下產(chǎn)生高峰值功率微波。
【專利說(shuō)明】
一種產(chǎn)生8毫米波的相對(duì)論返波振蕩器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明專利涉及高功率微波器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種產(chǎn)生8毫米波的相對(duì)論返波振蕩器。
【背景技術(shù)】
[0002]高功率微波一般是指峰值功率在10Mff以上、工作頻率為I?300GHz范圍內(nèi)的電磁波。目前高功率微波的產(chǎn)生一般要依靠高能量的相對(duì)論電子束的原理，利用慢波結(jié)構(gòu)上的返波與電子注相互作用而產(chǎn)生微波振蕩。契倫柯夫器件是高功率微波器件中人們認(rèn)識(shí)得較早、也是研究得較為深入的器件，而相對(duì)論返波管又是契倫柯夫器件中的佼佼者。
[0003]通常用Pf2因子衡量高功率微波器件的性能，即微波峰值功率與輻射電磁波頻率平方的乘積。該因子的物理意義是從固定尺寸天線發(fā)射的微波信號(hào)在目標(biāo)上的功率密度正比于Pf2。毫米波通常是指波長(zhǎng)在Imm?1mm范圍內(nèi)的電磁波，其相應(yīng)的頻率范圍為30GHz?300GHz。毫米波的波長(zhǎng)介于光波和常規(guī)微波之間，具有光波的高探測(cè)精度和常規(guī)微波的全天候工作性能，因此兼有兩者的優(yōu)點(diǎn)而克服了各自的不足。
[0004]盡管毫米波技術(shù)有著誘人應(yīng)用前景，但普通毫米波器件工作在高功率水平時(shí)遇到的主要障礙是功率容量限制。以O(shè)型慢波器件為例，為保證有效的束波作用和可控的輸出模式，其橫向尺寸需小于相應(yīng)的自由空間波長(zhǎng)，即滿足所謂單模條件;隨著頻率的升高與波長(zhǎng)的縮短，器件電動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)的幾何尺寸需相應(yīng)地減小。因而在毫米波段，器件內(nèi)部作用空間較小，功率容量受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種產(chǎn)生8毫米波的相對(duì)論返波振蕩器，在引導(dǎo)磁場(chǎng)1T，電子束參數(shù)電壓220kV，電流1.5kA加載下，可產(chǎn)生波長(zhǎng)8毫米，功率為200麗的高功率微波。
[0006]為滿足上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種產(chǎn)生8毫米波的相對(duì)論返波振蕩器，包括外筒和設(shè)置在外筒內(nèi)的若干個(gè)帶有中心孔的慢波結(jié)構(gòu)，所述慢波結(jié)構(gòu)為矩形結(jié)構(gòu)，每一個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的周期一致，且每一個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的中心孔內(nèi)徑不一致。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述振蕩器沿著輸入端方向向輸出方向慢波結(jié)構(gòu)的中心孔直徑逐步減小。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述振蕩器沿著輸入端方向向輸出方向第一個(gè)慢波結(jié)構(gòu)、第二個(gè)慢波結(jié)構(gòu)、第三個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的中心孔直徑逐步減小。
[0010]在上述技術(shù)方案中，所述振蕩器沿著輸出端方向向輸入方向第一個(gè)慢波結(jié)構(gòu)、第二個(gè)慢波結(jié)構(gòu)、第三個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的中心孔直徑逐步減小。
[0011 ]在上述技術(shù)方案中，所述振蕩器沿著輸入端方向向輸出方向除開(kāi)第一、第二和最后兩個(gè)慢波結(jié)構(gòu)，其他的慢波結(jié)構(gòu)中心孔直徑相同。
[0012]在上述技術(shù)方案中，所述振蕩器的具有14個(gè)周期為3.3mm、外徑波紋深度為7.5mm的慢波結(jié)構(gòu)，所述外徑波紋深度為7.5mm的慢波部分軸向長(zhǎng)度為1.65mm，從輸入端到輸出端第一個(gè)、第二個(gè)、第十三個(gè)、第十四個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑為6.6mm、6.4mm、6.8mm、7.2mm，其他慢波結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑為6.0mm。
[0013]在上述技術(shù)方案中，在使用時(shí):
[0014]在電壓為220KV、電流為1.5KA、軸向磁場(chǎng)強(qiáng)度為IT的磁場(chǎng)引導(dǎo)下施加一束電子束輸入到振蕩器內(nèi)，沿著所述振蕩器的中心軸線施加一束內(nèi)徑為5.2mm、外徑為5.6mm的環(huán)形空心電子束，
[0015]所述電子束在慢波結(jié)構(gòu)區(qū)內(nèi)完成電子束能量轉(zhuǎn)化為高頻微波場(chǎng)輸出波長(zhǎng)為8mm功率為200MW的微波。
[0016]在上述技術(shù)方案中，所述振蕩器的慢波結(jié)構(gòu)與外筒或一體化設(shè)置，或慢波結(jié)構(gòu)與外筒分尚設(shè)置。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:通過(guò)在振蕩器慢波結(jié)構(gòu)起始及結(jié)束部分采用慢波結(jié)構(gòu)徑向尺寸階梯分布，有利于高功率微波的快速起振及提高束波能量轉(zhuǎn)換效率，可以在較低電壓下產(chǎn)生高峰值功率微波。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]其中:A尺寸是7.5mm; B尺寸是6.0mm; C尺寸是6.6mm; D尺寸是6.4mm; E尺寸是
6.8mm； F尺寸是7.2mm; G尺寸是3.3mm; H尺寸是1.65mm。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]如圖1所述，本發(fā)明的振蕩器主要為兩部分，一是外圍的外筒，而是內(nèi)部的慢波結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的振蕩器結(jié)構(gòu)上和現(xiàn)有的相對(duì)論返波振蕩器一致，而本發(fā)明的核心點(diǎn)在于對(duì)慢波結(jié)構(gòu)中的內(nèi)徑直徑的變化，從而實(shí)現(xiàn)將高能電子束轉(zhuǎn)換為微波。
[0023]本發(fā)明的慢波結(jié)構(gòu)由14個(gè)周期一致均為3.3mm的矩形結(jié)構(gòu)疊加組成，每一個(gè)慢波結(jié)構(gòu)均帶有中心孔，所有慢波結(jié)構(gòu)的外徑也就是波紋深度均為7.5mm，但是其慢波結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑均不一致。慢波結(jié)構(gòu)的外徑7.5mm部分的軸線長(zhǎng)度為1.65mm。
[0024]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，在振蕩器的輸入方向到輸出方向，第一個(gè)慢波結(jié)構(gòu)、第二個(gè)慢波結(jié)構(gòu)、第三個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的中心孔內(nèi)徑成等逐步減小，依次為6.6mm、6.4mm、6.0mm，而從輸出方向到輸出方向第一個(gè)慢波結(jié)構(gòu)、第二個(gè)慢波結(jié)構(gòu)、第三個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的中心孔內(nèi)徑為7.2mm、6.8mm、6.0mm，也就是說(shuō)整個(gè)振蕩器除開(kāi)輸入端的前兩個(gè)慢波結(jié)構(gòu)、輸出端的后兩個(gè)慢波結(jié)構(gòu)，中間的1個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的中心孔直徑均為6.0mm。
[0025]在這種結(jié)構(gòu)環(huán)境下將振蕩器設(shè)置在引導(dǎo)磁場(chǎng)IT，電子束參數(shù)電壓220kV，電流
1.5kA加載下發(fā)出的電子束沿著振蕩器的中心軸線穿過(guò)，束流為內(nèi)外直徑分別為5.2mm,5.6mm的環(huán)形空心電子束，電子束在慢波結(jié)構(gòu)區(qū)內(nèi)將高能電子轉(zhuǎn)換為波長(zhǎng)8毫米，功率為200MW的高功率微波。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種產(chǎn)生8毫米波的相對(duì)論返波振蕩器，包括外筒和設(shè)置在外筒內(nèi)的若干個(gè)帶有中心孔的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于所述慢波結(jié)構(gòu)為矩形結(jié)構(gòu)，每一個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的周期一致，且每一個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的中心孔內(nèi)徑不一致。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種產(chǎn)生8毫米波的相對(duì)論返波振蕩器，其特征在于所述振蕩器沿著輸入端方向向輸出方向慢波結(jié)構(gòu)的中心孔直徑逐步減小。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種產(chǎn)生8毫米波的相對(duì)論返波振蕩器，其特征在于所述振蕩器沿著輸入端方向向輸出方向第一個(gè)慢波結(jié)構(gòu)、第二個(gè)慢波結(jié)構(gòu)、第三個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的中心孔直徑逐步減小。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種產(chǎn)生8毫米波的相對(duì)論返波振蕩器，其特征在于所述振蕩器沿著輸出端方向向輸入方向第一個(gè)慢波結(jié)構(gòu)、第二個(gè)慢波結(jié)構(gòu)、第三個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的中心孔直徑逐步減小。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種產(chǎn)生8毫米波的相對(duì)論返波振蕩器，其特征在于所述振蕩器沿著輸入端方向向輸出方向除開(kāi)第一、第二和最后兩個(gè)慢波結(jié)構(gòu)，其他的慢波結(jié)構(gòu)中心孔直徑相同。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種產(chǎn)生8毫米波的相對(duì)論返波振蕩器，其特征在于所述振蕩器的具有14個(gè)周期為3.3_、外徑波紋深度為7.5mm的慢波結(jié)構(gòu)，所述外徑波紋深度為7.5mm的慢波部分軸向長(zhǎng)度為1.65mm，從輸入端到輸出端第一個(gè)、第二個(gè)、第十三個(gè)、第十四個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑為6.6mm、6.4mm、6.8mm、7.2mm，其他慢波結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑為6.0mm。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種產(chǎn)生8毫米波的相對(duì)論返波振蕩器，其特征在于所述振蕩器的慢波結(jié)構(gòu)與外筒或一體化設(shè)置，或慢波結(jié)構(gòu)與外筒分離設(shè)置。
【文檔編號(hào)】H01J23/24GK205542691SQ201620111687
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月4日
【發(fā)明人】丁恩燕, 陸巍, 張運(yùn)儉, 孟凡寶, 楊周柄, 李正紅, 馬喬生, 吳洋, 吳朝陽(yáng)
【申請(qǐng)人】中國(guó)工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所