一种具有类椭圆谐振腔的对称双槽耦合腔慢波结构的制作方法

本发明涉及。更具体地，涉及一种具有类椭圆谐振腔的对称双槽耦合腔慢波结构。

背景技术：

1、行波管作为微波、太赫兹波源，在通信、电子对抗、雷达预警等领域都有广泛的应用。随着行波管高频率、高功率领域应用场景的不断发展，人们对于适应高频率太赫兹频段的高功率行波管慢波结构具有很强的需求。发展具有大电子注通道、强电子注-电磁场互作用能力、契合带状电子注且利于带状电子注聚焦的新型行波管慢波结构变得日益重要。

2、对称双槽耦合腔慢波结构作为传统圆形注耦合腔慢波结构向带状电子注发展的标志性产物，其因全金属结构而具有功率容量相对较大、散热性能较好的优点，同时又具有较其它带状电子注行波管常见的慢波结构如交错双栅结构、正弦波导结构等更大的电子注通道和更高的耦合阻抗而显示出在高频率大功率行波管慢波结构领域独特的竞争优势。对称双槽耦合腔慢波电路的基本结构如图1所示。然而，传统的对称双槽耦合腔慢波结构也具有一些不足之处。首先，由于现有加工技术的限制，对称双槽耦合腔慢波结构的耦合腔边缘在实际加工中会不可避免地产生圆角。由于高频率器件的结构尺寸较小，这使得加工产生的圆角对结构的电磁特性的影响不可忽略。因此，在设计中还需额外考虑加工圆角的影响，使得设计与加工的协调性下降，增大设计难度，降低产品可靠性。其次，对称双槽耦合腔慢波结构在太赫兹频段相对而言损耗水平较高。这使得对称双槽耦合腔慢波结构产生的欧姆热更多，结构散热难度更高，同时影响该结构的饱和输出功率水平和增益水平。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种具有类椭圆谐振腔的对称双槽耦合腔慢波结构能够在增大饱和输出功率和增益的前提下提高结构的设计加工一致性，降低设计复杂度，降低结构损耗。

2、为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

3、本发明提供一种具有类椭圆谐振腔的对称双槽耦合腔慢波结构，包括：

4、形成多个周期性结构的直波导段和波导连接段，以及位于慢波结构的中轴线位置处的电子注通道；

5、所述波导连接段包括相对于电子注通道呈对称设置的连接部；所述连接部沿电子注通道轴线方向连通直波导段；

6、所述直波导段包括与连接部配合的配合部以及位于配合部两侧的弧面部。

7、此外，优选地方案是，两个弧面部相对于电子注通道轴线呈对称设置。

8、此外，优选地方案是，所述连接部的竖直截面为矩形；所述电子注通道的竖直截面为矩形；所述配合部的水平截面为矩形。

9、此外，优选地方案是，相邻周期内的相邻两个直波导段的弧面部形成半椭圆形结构。

10、此外，优选地方案是，定义，半椭圆形结构的半长轴长度为a，直波导段的宽度为w，连接部的宽度为sx；

11、当配合部的宽度等于连接部的宽度时，w＝2a+sx。

12、此外，优选地方案是，所述电子注通道宽度小于直波导段宽度，所述电子注通道高度小于直波导段高度。

13、此外，优选地方案是，所述波导连接段与电子注通道之间包括间隔距离。

14、此外，优选地方案是，电子注通道宽度*电子注通道高度≥0.18mm2。

15、此外，优选地方案是，电子注通道宽度/电子注通道高度≥3。

16、此外，优选地方案是，电子注通道高度不小于0.2mm。

17、本发明的有益效果为：

18、由于本发明的谐振腔的横截面为位于两侧的两个对称设置的半椭圆结构与位于中间的矩形结构连接形成，因此可以通过调整矩形结构的宽度，来调整两侧半椭圆结构的半长轴长度而不改变谐振腔的总体的宽度，这样可以使得耦合腔的腔体谐振频率和整体慢波结构的电磁特性得以保持，同时使半椭圆的尖端曲率半径满足加工条件使得加工得到的实物与设计结构完全相同，提高设计加工一致性，降低设计难度。

19、本发明利用谐振腔结构的优化，降低了结构的金属损耗。在太赫兹频段，慢波结构的损耗减小有助于优化结构的热性能，增加结构的饱和输出功率和饱和增益大小，提高结构的电磁性能。

技术特征：

1.一种具有类椭圆谐振腔的对称双槽耦合腔慢波结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的具有类椭圆谐振腔的对称双槽耦合腔慢波结构，其特征在于，两个弧面部相对于电子注通道轴线呈对称设置。

3.根据权利要求1所述的具有类椭圆谐振腔的对称双槽耦合腔慢波结构，其特征在于，所述连接部的竖直截面为矩形；所述电子注通道的竖直截面为矩形；所述配合部的水平截面为矩形。

4.根据权利要求1所述的具有类椭圆谐振腔的对称双槽耦合腔慢波结构，其特征在于，相邻周期内的相邻两个直波导段的弧面部形成半椭圆形结构。

5.根据权利要求4所述的具有类椭圆谐振腔的对称双槽耦合腔慢波结构，其特征在于，定义，半椭圆形结构的半长轴长度为a，直波导段的宽度为w，连接部的宽度为sx；

6.根据权利要求1所述的具有类椭圆谐振腔的对称双槽耦合腔慢波结构，其特征在于，所述电子注通道宽度小于直波导段宽度，所述电子注通道高度小于直波导段高度。

7.根据权利要求1所述的具有类椭圆谐振腔的对称双槽耦合腔慢波结构，其特征在于，所述波导连接段与电子注通道之间包括间隔距离。

8.根据权利要求1所述的具有类椭圆谐振腔的对称双槽耦合腔慢波结构，其特征在于，电子注通道宽度*电子注通道高度≥0.18mm2。

9.根据权利要求1所述的具有类椭圆谐振腔的对称双槽耦合腔慢波结构，其特征在于，电子注通道宽度/电子注通道高度≥3。

10.根据权利要求1所述的具有类椭圆谐振腔的对称双槽耦合腔慢波结构，其特征在于，电子注通道高度不小于0.2mm。

技术总结
本发明提供一种具有类椭圆谐振腔的对称双槽耦合腔慢波结构，包括形成多个周期性结构的直波导段和波导连接段，以及位于慢波结构的中轴线位置处的电子注通道；所述波导连接段包括相对于电子注通道呈对称设置的连接部；所述连接部沿电子注通道轴线方向连通直波导段；所述直波导段包括与连接部配合的配合部以及位于配合部两侧的弧面部。该慢波结构能够在增大饱和输出功率和增益的前提下提高结构的设计加工一致性，降低设计复杂度，降低结构损耗。

技术研发人员：田瀚文,张长青,潘攀,蔡军
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十二研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13