专利名称：一种双模行波管慢波系统结构的制作方法
技术领域：
本发明属于微波电子元器件领域，特别涉及到一种休斯结构与速调管相结合的耦 合腔型双模行波管慢波系统结构。
背景技术：
随着飞机及其武器系统性能的提高，设想中的作战场景其投送范围越来越大。因 此，要求机载雷达不仅具有超视距探测、跟踪和导弹制导能力，而且要求单部雷达能以多种 方式工作。其功能最好覆盖所有感兴趣方面。这就要求作为雷达发射机心脏的行波管能够 以多脉冲重复频率模式工作，也就是说，要求行波管既能够工作在高峰值功率、低工作比模 式，又能够工作在低峰值功率、高工作比模式。新型的大功率脉冲双模行波管可以满足这一 需要。耦合腔结构的慢波系统频带较宽，易于实现大功率输出。因此大功率的脉冲行波 管慢波系统多采用耦合腔结构。就常用的休斯型耦合腔链，对某个具体的系统，其负一次空 间谐波的耦合阻抗及增益参量可简单表示为<formula>formula see original document page 3</formula><formula>formula see original document page 3</formula>其中b为电子注半径，I0为阴极电流，a为系数。一般地，在双模行波管中，低模电子注半Sb1总是小于高模电子注注半径bh;而 高、低模阴极电流比的典型值为3 1。设想通过某种技术的运用，能使I3l^bh,亦即高、 低模的耦合阻抗基本一样，则低模增益参量C1可以做到=C1 ^ 0. 7Ch。但由于技术难度的限 制，实际能获得的C1只有0. 5Ch或略大。在双模行波管中，C1与Ch的这种本质上的差别带来一个很严重的问题。即若取 向低模增益及带宽，则高模增益将给行波管的稳定工作带来隐患；若取向高模特性，则低模 增益将导致带宽的不足。上述C1与Ch的差距是在高、低模式工作于同一频带时的必然结 果。如果雷达不放弃高、低模式同频的工作方式，则此问题不能从根本上加以解决。为此， 某些新发展的雷达双模发射机采用了一种高、低模式工作频率错开的工作方式。但是整机的需求促使器件的发展，既然造成同频带双模行波管增益差距的主因是 C1与Ch的不同，故而问题的解决也是首先克服C1与Ch的差别。
发明内容
本发明提出了一种新型的用于微波电子器件的双模行波管慢波系统结构，实现同 一输入功率激励两种工作模式，并且实现整管在高、低模式工作于同一频带时的相近增益。 所述技术方案如下一种双模行波管慢波装置，其特征在于，所述双模行波管慢波装置包括多个普通 耦合腔行波管和一段速调管。优选地，，所述慢波装置分成四段，第一段，第三段和第四段是休斯耦合腔慢波系统；第二段即速调管段包括在第二种模式频率下调整的不相连的耦合腔，休斯型耦合腔结 构与速调管相结合的耦合腔慢波系统结构。优选地，，铁和铜零件交替放置，这些零件形成耦合腔壁，铜零件形成耦合腔的壁， 并过渡到圆柱形部分，该圆柱形部分设定了轴方向上的铁圆盘之间的距离。优选地，第二段，即速调管段，由两个环形的不相连的耦合腔组成，用于构成该段 的铁制圆盘侧壁上面加工有螺丝孔。
优选地，通过选择固定在铁制圆盘零件中心凸台外部的垫片的尺寸，在低频率下 进行初步调节，使其谐振频率大致在所要求的范围内。优选地，钎焊完成一段完整的速调管段后，再使用螺丝进行最终调节，使两个腔的 谐振频率分别达到所要求的值。优选地，所述调节螺丝利用激光焊接固定。优选地，所述慢波装置通过钎焊工艺将速调管段与耦合腔慢波系统各段焊接形成 一个整体。优选地，耦合腔内部的圆柱形表面上涂敷有保证品质因数的涂层。本发明的有益效果是，与常用的合腔慢波结构相比，引入的速调管段在第二模式 下对电子束再次进行补充调制，提高第二模式下的增益与第一模式相接近，使得双模行波 管在工作时既能实现等激励，又能使两个模式在同频工作时的带宽达到实用化要求。
图1是本发明所述的休斯型耦合腔结构与速调管相结合的耦合腔慢波系统整体 统结构示意图；其中，1-1、1_3、1-4段为耦合腔慢波各段，1-2为速调管段；图2为本发明所述速调管段的局部结构示意图；其中，2-1为垫片，2-2为调节螺 丝；图3为本发明所述用于速调管段的铁制圆盘结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。本发明所述双模行波管慢波系统特征在于慢波系统分成四段，第一段，第三段和 第四段是休斯耦合腔慢波系统的各段；第二段(速调管段)包括在第二种模式频率下调整 的不相连的耦合腔。即休斯型耦合腔结构与速调管相结合的耦合腔慢波系统结构。在这个 意义上该管子是混合的，包含行波管和速调管的属性。慢波系统设计为铁和铜零件交替放置，这些零件形成耦合腔壁。铁制圆盘同时也 能起到周期性磁聚焦系统极靴的作用。铜零件形成耦合腔的壁，并过渡到圆柱形部分，该圆 柱形部分设定了轴方向上的铁圆盘之间的距离，从而就形成了慢波系统的周期。第二段(速调管段)由两个环形的不相连的耦合腔组成，用于构成该段的铁制圆 盘侧壁上面加工有螺丝孔。通过选择固定在铁制圆盘零件中心凸台外部的垫片的尺寸，在 低频率下进行初步调节，使其谐振频率大致在所要求的范围内。通过真空器件的高温钎焊 工艺完成一段完整的速调管段后，再使用螺丝进行最终调节，使两个腔的谐振频率分别达 到所要求的值。同时，通过在耦合腔内部的圆柱形表面上涂敷一定的涂层来保证品质因数。
同样，利用真空器件的高温钎焊工艺分别完成双模行波管其它三段休斯耦合腔慢 波系统段，然后利用相同的钎焊工艺把已经焊接好的、构成双模行波管慢波系统的四个分 段对接钎焊起来，就完成一段完整的双模行波管慢波系统。该结构的慢波系统工作方式如下在第一种模式下，像在普通行波管上一样输入 信号对电子束进行调节。输入段具有末端匹配负载。调节过的电子束经过实际上没有互作 用的第二段，并且激励第三段，在第三段上继续聚束且发生信号放大。在第四段上信号增加 到指定水平，并进入能量输出口，完成能量输出。在第二种模式下，由于电子束电流剧烈减小(约为第一种模式下电流的1/3大 小)，第段和其他段的聚束作用已经不够。此时，引入的第二段(速调管段)起到引导场的 作用，对电子束进行补充调制。第三段和第四段仍然在行波管放大模式下进行工作。经过 具有特定谐振频率的速调管段对电子束的补充调制，第二模式下的增益可以提高到与第一 模式下的增益相近。参照附图2，通过选择固定在铁制圆盘零件中心凸台外部的垫片的尺寸，在低频率 下对速调管段进行初步调节，使其谐振频率大致在所要求的范围内。通过钎焊工艺完成一 段完整的速调管段后，再使用螺丝进行最终调节，使两个腔的谐振频率分别达到所要求的 值。利用激光焊接固定调节螺丝。参照附图3，在速调管段的铁制圆盘零件上面，有三个螺纹孔可供选择使用螺丝进 行对速调管谐振频率的调节。参照附图1，通过钎焊工艺将速调管段与耦合腔慢波系统各段焊接形成一个整体， 得到我们所要的慢波系统部件。上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用 于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种双模行波管慢波装置，其特征在于，所述双模行波管慢波装置包括多个普通耦合腔行波管和一段速调管。
2.如权利要求1所述的双模行波管慢波装置，其特征在于，所述慢波装置分成四段，第 一段，第三段和第四段是休斯耦合腔慢波系统；第二段即速调管段包括在第二种模式频率 下调整的不相连的耦合腔，休斯型耦合腔结构与速调管相结合的耦合腔慢波系统结构。
3.如权利要求1、2所述的双模行波管慢波装置，其特征在于，铁和铜零件交替放置，这 些零件形成耦合腔壁，铜零件形成耦合腔的壁，并过渡到圆柱形部分，该圆柱形部分设定了 轴方向上的铁圆盘之间的距离。
4.如权利要求1、2所述的双模行波管慢波装置，其特征在于，第二段，即速调管段，由 两个环形的不相连的耦合腔组成，用于构成该段的铁制圆盘侧壁上面加工有螺丝孔。
5.如权利要求3所述的双模行波管慢波装置，其特征在于，通过选择固定在铁制圆盘 零件中心凸台外部的垫片的尺寸，在低频率下进行初步调节，使其谐振频率大致在所要求 的范围内。
6.如权利要求3所述的双模行波管慢波装置，其特征在于，钎焊完成一段完整的速调 管段后，再使用螺丝进行最终调节，使两个腔的谐振频率分别达到所要求的值。
7.如权利要求4所述的双模行波管慢波装置，其特征在于，所述调节螺丝利用激光焊 接固定。
8.如权利要求1-7所述的双模行波管慢波装置，其特征在于，所述慢波装置通过钎焊 工艺将速调管段与耦合腔慢波系统各段焊接形成一个整体。
9.如权利要求1-8所述的双模行波管慢波装置，其特征在于，耦合腔内部的圆柱形表 面上涂敷有保证品质因数的涂层。
全文摘要
本发明涉及一种双模行波管慢波系统结构，其特征在于慢波系统分成四段，第一段，第三段和第四段是休斯耦合腔慢波系统的各段；第二段(速调管段)包括在第二种模式频率下调整的不相连的耦合腔。即休斯型耦合腔结构与速调管相结合的耦合腔慢波系统结构。在这个意义上该管子是混合的，包含行波管和速调管的属性。该双模行波管慢波系统结构可以实现同一输入功率激励两种工作模式，并且实现整管在高、低模式工作于同一频带时的相近增益。
文档编号H01J23/24GK101819912SQ200910251489
公开日2010年9月1日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者侯信磊, 吴华夏, 孙德军, 李 荣, 赵艳珩, 邓清东 申请人:安徽华东光电技术研究所