专利名称：一种多注速调管高次模式的矩形谐振腔结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于微波真空电子器件领域，特别涉及一种多注速调管的高次模式矩 形谐振腔结构。
背景技术：
多注速调管具有工作电压低、频带宽、增益高、效率高的特点。其带宽可以和大功 率耦合腔行波管相比拟，但功率、效率都比耦合腔行波管高，其增益大大高于前向波放大 器，其效率远高于固态器件，所以它是现代雷达发射机最有竞争力的器件。因为大功率、宽 频带正是现代雷达发展需求。多注速调管的放大机理是多束电子注同谐振腔中高频电场相互作用，使高频场得 到放大。电子注、高频电场这两个因素对放大起决定性作用。谐振腔中的电场取决于谐振 腔的特性，因此谐振腔的特性对速调管的性能至关重要。在已知技术中，工作在矩形或圆柱形谐振腔基模的多注速调管，在向更高功率电 平发展时受到限制。其原因是，电子注要与高频电场相互作用，注的位置、尺寸受谐振腔中 电场分布和电场相对集中处尺寸的限制，也即要受到漂移管尺寸的限制。电子注的位置是 与阴极的位置相对应的，因此，阴极的位置、尺寸、面积也受到谐振腔的限制，这就限制了阴 极的发射电流和速调管输出功率。虽然提高速调管工作电压也可提高输出功率，但会损失 它的带宽，这是不希望出现的。为突破基模谐振腔对多注速调管功率电平的限制，我们发展了工作在TM22tl高次模 式矩形谐振腔的多注速调管。它不同于基模谐振腔，高次模式谐振腔尺寸大，谐振腔中存在 多个电场峰值区域，可有效增加漂移管头的面积，从而增加阴极面积和阴极电流，最终提高 功率电平。
发明内容本实用新型需要解决的技术问题是，针对已知技术中基模谐振腔多注速调管的功 率电平向高功率发展受到限制，为了克服这种限制，设计了一种高次模式的矩形谐振腔。在 满足速调管工作电压情况下，增大漂移管头面积以提高速调管功率输出能力，同时也满足 大功率工作下散热要求。本实用新型的目的，是提供一种多注速调管高次模式的矩形谐振 腔结构。高次模式矩形谐振腔漂移管头热交换面积增大，结构上便于实现更好的冷却，更有 利于散热，能承受更大的平均功率。本实用新型的技术方案如下，一种多注速调管高次模式的矩形谐振腔结构，在矩 形谐振腔上下腔壁内对应TM22tl模式的4个电场峰值集中区域，其特征在于，设置4对漂移管 头，4对漂移管头上下两两相对，中间构成互作用间隙；被冷却通道围绕着的漂移管头上开 有多个用作电子注流通的通孔。所述各个通孔的位置与电子枪相应的阴极位置保持一致， 以获得好的电子通过率。在所述谐振腔两侧壁分别焊接挠性膜片及调谐用螺钉。这些螺钉 是用来实现腔体动态频率调谐。在谐振腔的上下腔壁间设有冷却通道，所述冷却通道紧靠漂移管头，高速流动的冷却液充满通道，将漂移管头的热能快速导走，提高速调管的功率容 量。在腔体垂直于挠性膜片的侧壁加工冷却公共通道，用于将所有谐振腔的冷却通道连通 在一起并与外水路连接。本实用新型的有益效果是，由于TM22tl模式矩形谐振腔设置4对漂移管头，相当于4 个基模腔的并联，输出功率可达矩形基模腔的4倍，大幅提高了输出功率容量。而且，动态 调谐方便，频率稳定性好。
图1为本实用新型谐振腔的主视图。图2为上述谐振腔的俯视图。图3为上述谐振腔的AA全剖面视图。图4为上述谐振腔的BB全剖面视图。
具体实施方式
参照图1至图3，表示本实用新型所述谐振腔的主视、俯视及剖面视图，图中谐振 腔的内腔为1，该内腔具有上下腔壁，上下腔壁内对应高次模式电磁场TM22tl，它的4个电场 峰值集中区域内设有4对漂移管头2，4对漂移管头上下两两相对；每一对漂移管头包围着 多个电子注通道3，在本例中，每一对漂移管头包围着7个电子注通道，谐振腔两侧壁上分 别焊有连接绕性膜片4的3支调谐螺钉，上下腔壁间冷却通道为5，通道内充满高速流动的 冷却液6，腔体靠外部分为公共冷却通道7，公共通道的外侧为水路接口 8。参照图4，表示 上述谐振腔的BB全剖面视图。图中9表示互作用间隙，即谐振腔中高频场与多注电子注相 互作用的地方，能量在这里得以放大。多个谐振腔(腔数视速调管参数而定)叠加在一起 构成速调管的高频腔体部件。
权利要求1.一种多注速调管高次模式的矩形谐振腔结构，在矩形谐振腔上下腔壁内对应TM22tl 模式的4个电场峰值集中区域，其特征在于，设置4对漂移管头，4对漂移管头上下两两相 对，中间构成互作用间隙；被冷却通道围绕着的漂移管头上开有多个用作电子注流通的通 孔。
2.根据权利要求1所述多注速调管高次模式矩形谐振腔结构，其特征在于，所述各个 通孔的位置与电子枪相应的阴极位置保持一致，以获得好的电子通过率。
3.根据权利要求1所述多注速调管高次模式矩形谐振腔结构，其特征在于，在所述谐 振腔两侧壁分别焊接挠性膜片及调谐用螺钉。
4.根据权利要求1所述多注速调管高次模式矩形谐振腔结构，其特征在于，所述冷却 通道紧靠漂移管头，高速流动的冷却液充满通道。
专利摘要一种多注速调管高次模式的矩形谐振腔结构，属于微波真空电子器件领域，在矩形谐振腔上下腔壁内对应TM220模式的4个电场峰值集中区域，设置4对漂移管头，4对漂移管头上下两两相对，中间构成互作用间隙；被冷却通道围绕着的漂移管头上开有多个用作电子注流通的通孔。由于TM220模式矩形谐振腔设置4对漂移管头，相当于4个基模腔的并联，输出功率可达矩形基模腔的4倍，大幅提高了输出功率容量。而且，动态调谐方便，频率稳定性好。
文档编号H01J23/18GK201859828SQ20102060180
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月11日 优先权日2010年11月11日
发明者张益林, 李冬凤, 翟建国, 范迎山 申请人:中国电子科技集团公司第十二研究所