[0018]在实际操作过程中，沿着轴线方向将外圆波导切开，方便安装螺杆和慢波结构盘片。慢波结构盘片的数量和螺纹杆上的螺纹距需要提前设计好，慢波结构盘片采用的圆筒形状，圆筒外表面凸出一圈连接部，连接不上设置有一个螺纹孔，用于穿过螺杆，螺纹孔的内螺纹与螺杆上的外螺纹啮合，使得螺纹杆在转动的过程中可以带动连接部一起移动。为了防止在螺杆转动过程中因为螺纹啮合力的不同，可能导致慢波结构盘片会绕这螺杆转动，因此在外圆波导的内表面设置卡槽，并在慢波结构盘片的圆筒外表面上设置卡扣，将卡扣卡入卡槽内，通过卡扣力的作用避免慢波结构盘片绕螺杆转动。为了避免慢波结构盘片上的卡扣在卡槽内受力过大，因此，可以在外圆波导内表面设置多个卡槽，并在慢波结构盘片的圆筒外表面设置同样数量的卡扣，卡槽需要均匀分布在外圆波导内表面，使得慢波结构盘片上每一个卡扣受力均匀。为了保证慢波结构盘片能沿着外圆波导的轴线运动，因此对于卡槽的设计应该保证卡槽和外圆波导的轴线平行，且卡槽的长度和外圆波导的长度一致，这样每一个慢波结构盘片的卡扣都卡入卡槽内，当螺杆转动时，慢波结构盘片上的卡扣就会在卡槽内跟随一起沿着轴线移动。
[0019]为了达到周期可调的目的，使得每两个慢波结构盘片的移动距离相等，需要对螺纹杆的螺距进行调整。需要将第一个慢波结构盘片对应的螺纹距为设定为M，螺杆转动的角度为Θ(单位:弧度)，那么第一个慢波结构轴向移动距离为就应该为L=0.M，如果要实现慢波结构周期长度的均匀调节，则第二个慢波结构需轴向移动的距离为2L，第三个慢波结构需轴向移动的距离为3L，……第η个慢波结构需轴向移动的距离为nL。为了实现这一目的，那么需要将第二个慢波结构对应的螺纹距为，第三个慢波结构对应的螺纹距为，……第η个慢波结构螺纹距为ηΜ。
[0020]当螺杆与慢波结构盘片安装完毕后，需要将外圆波导密封起来但是为了保证螺杆在转动过程中不会产生轴向运动，因此需要对于螺杆的一端必须固定在外圆波导上，如果固定连接则会导致螺杆不能转动，因此需要通过轴承将螺杆与外圆波导连接在一起，螺杆在轴承内可以自由转动，但是因为轴承固定在外圆波导上不能移动，因此螺杆在转动的过程中就不会出现沿着轴线运动。
[0021]根据实际需要，可以调整慢波结构盘片的数量，示例中选用3片，在操作过程中，根据输出频率点的需要，旋转螺杆一定角度Θ (单位:弧度)，三片盘荷波导片各自轴向移动距离为θ.Μ，2Θ.Μ，3Θ.Μ。使得三片盘荷波导片各自轴向移动距离为L，2L，3L。这样慢波结构周期长度由P变为P+L，实现中心孔盘荷波导周期均匀可调功能。
[0022]在阴极与漂移段之间施加一高电压脉冲，阴极发射电子束进入器件慢波结构互作用区，电子束能量转化成微波，以频率为的微波通过圆锥喇叭天线辐射出去。实现微波频率的调节。
[0023]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【主权项】
1.一种多频可控高功率微波器件装置，其特征在于包括由高功率微波器件、器件慢波结构周期调节机构、绝缘子、微波辐射天线及引导磁体经真空密封连接构成的真空腔； 所述微波辐射天线为圆锥喇叭天线，引导磁体在装置内产生IT的均匀轴向引导磁场； 所述高功率微波器件包括阴极、漂移腔、束波互作用腔及微波输出腔， 所述束波互作用腔由多个带有中心孔的盘荷波导盘片组成均匀周期性慢波结构，带有中心孔的盘荷波导盘片通过螺纹孔与器件慢波结构周期调节机构串接在一起组成盘荷波导周期均匀可调装置， 器件慢波结构周期长度的变化距离与器件慢波结构周期调节机构的旋转角度呈线性关系，器件慢波结构的微波频率通过调节慢波结构周期来实现。2.根据权利要求1所述的一种多频可控高功率微波器件装置，其特征在于所述盘荷波导周期均匀可调装置包括: 外圆波导和设置在外圆波导内的螺杆和若干个慢波结构盘片，所述若干个慢波结构盘片与外圆波导同轴，螺杆设置在慢波结构盘片与外圆波导之间，且螺杆与外圆波导的轴线平行， 每一个慢波结构盘片的固定连接部上设置有螺纹孔，所述螺杆外表面设置有螺纹，螺杆穿过慢波结构盘片上固定连接部位的螺纹孔，螺纹孔的内螺纹与螺杆的外螺纹啮合； 所述若干个慢波结构盘片依次成等差间距与螺杆连接。3.根据权利要求2所述的一种多频可控高功率微波器件装置，其特征在于所述螺杆的一端通过轴承连接到外圆波导上，使得螺杆只能转动不能沿外圆波导轴线运动。4.根据权利要求2所述的一种多频可控高功率微波器件装置，其特征在于所述慢波结构盘片的数量可调，两个慢波结构盘片之间的距离可调，两个慢波结构盘片与螺杆连接后的间距可调。5.根据权利要求4所述的一种多频可控高功率微波器件装置，其特征在于从第一个慢波结构盘片依次到最后一个慢波结构盘片，每一个螺纹孔对应的螺杆上的螺纹距不同。6.根据权利要求5所述的一种多频可控高功率微波器件装置，其特征在于从第一个慢波结构盘片的螺纹孔到最后一个慢波结构盘片的螺纹孔对应螺杆上的螺纹均逐步变大。7.根据权利要求6所述的一种多频可控高功率微波器件装置，其特征在于每个螺纹孔对应的螺纹距成等差数列，差值为第一个螺纹孔对应的螺纹距。8.根据权利要求1所述的一种多频可控高功率微波器件装置，其特征在于在相对论电子束驱动下，根据电子束群速度与返波-1次谐波相等的关系，器件慢波结构周期与辐射微波频率的乘积为常量。
【专利摘要】本发明公开了一种多频可控高功率微波器件装置，包括由高功率微波器件、器件慢波结构周期调节机构、绝缘子、微波辐射天线及引导磁体经真空密封连接构成的真空腔；所述高功率微波器件包括阴极、漂移腔、束波互作用腔及微波输出腔，所述束波互作用腔由多个带有中心孔的盘荷波导盘片组成均匀周期性慢波结构，带有中心孔的盘荷波导盘片通过螺纹孔与器件慢波结构周期调节机构串接在一起组成盘荷波导周期均匀可调装置；本发明利用中心孔盘荷波导周期均匀可调装置发明技术，可以实现高功率微波器件频率在线、远程可调，单一器件可依次实现不同频率的高功率微波输出。
【IPC分类】H01J25/46, H01J25/34
【公开号】CN105470076
【申请号】CN201510808841
【发明人】张运俭, 许州, 丁恩燕, 李正红, 马乔生, 吴洋
【申请人】中国工程物理研究院应用电子学研究所
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月23日