慢波结构及行波管的制作方法

本申请涉及真空电子器件，特别是涉及一种慢波结构及行波管。

背景技术：

1、太赫兹波的频率介于红外波段和微波之间，频率范围为0.1-10thz(波长在0 .03-3mm)，这个频率范围的电磁波在高速率空间通信、超高分辨率武器制导、医学成像、物质太赫兹光谱特征分析、安全检查、材料检测等领域有着重要的研究价值和广泛的应用前景。

2、行波管是真空电子器件中应用比较广泛的一类太赫兹辐射源，而慢波结构作为行波管的核心器件，直接决定了行波管的器件性能。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种慢波结构及行波管，可以提升行波管的器件性能。

2、第一方面，本申请提供了一种慢波结构，包括：周期性波导；所述周期性波导包括第一波导、第二波导和柱体，所述柱体位于所述第一波导和所述第二波导之间；

3、在第一方向，所述第一波导和所述第二波导朝向所述柱体的端面分别为具有周期性变化波动起伏的端面；

4、所述柱体朝向所述第一波导、所述第二波导的两端分别设有第一开口和第二开口，所述第一波导的波谷部设有第三开口，所述第二波导的波峰部设有第四开口，所述第一开口与所述第三开口相对设置，各所述第一开口与各所述第三开口连通形成第一电子注入通道，所述第二开口与所述第四开口相对设置，各所述第二开口与各所述第四开口连通形成第二电子注入通道。

5、在其中一个实施例中，所述第一电子注入通道和所述第二电子注入通道分别为带状电子注入通道。

6、在其中一个实施例中，所述第一电子注入通道和所述第二电子注入通道在第二方向的宽度为t，所述第一电子注入通道和所述第二电子注入通道在第三方向的间距为n，所述第一电子注入通道和所述第二电子注入通道在所述第三方向的宽度分别为s，t=0.3mm，s=0.8mm，n=0.3，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向互相相交。

7、在其中一个实施例中，所述柱体为倾斜设置的h形柱体。

8、在其中一个实施例中，所述柱体沿第三方向的高度为m，所述柱体沿第二方向的宽度为u，所述第一波导与所述柱体的间距，以及所述第二波导与所述柱体的间距分别为hb，m=0.95mm，u=0.725mm， hb=0.35mm，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向互相相交。

9、在其中一个实施例中，所述第一波导和所述第二波导分别为正弦波导。

10、在其中一个实施例中，所述第一波导和所述第二波导的正弦线周期性起伏的周期长度分别为p，正弦线周期性起伏的高度分别为h，p=1.05mm，h=0.6mm。

11、在其中一个实施例中，所述第一波导的端面与所述第二波导的端面的形状相同、波动振幅相同、波动周期相同。

12、在其中一个实施例中，所述慢波结构沿第二方向的波导宽边长度为a，沿第三方向的波导窄边长度为b，其中，a=1.75mm，b=2.7mm，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向互相相交。第二方面，本申请还提供了一种行波管，包括电子枪、磁聚焦系统、输能窗、收集极和如上任一项所述的慢波结构。

13、上述慢波结构和行波管，包括周期性波导；所述周期性波导包括第一波导、第二波导和柱体，所述柱体位于所述第一波导和所述第二波导之间；通过使所述第一波导和所述第二波导朝向所述柱体的端面分别为具有周期性变化波动起伏的端面，使得慢波结构的电导率损耗减小且易于加工，而通过第一波导和柱体形成第一电子注入通道，第二波导和柱体形成第二电子注入通道，从而形成多电子注通道结构，多电子注慢波结构可以提供更大的工作电流及提高互作用耦合阻抗，进而可以提高行波管的输出功率、增益和互作用效率。

技术特征：

1.一种慢波结构，其特征在于，包括：周期性波导；所述周期性波导包括第一波导、第二波导和柱体，所述柱体位于所述第一波导和所述第二波导之间；

2.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，所述第一电子注入通道和所述第二电子注入通道分别为带状电子注入通道。

3.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，所述第一电子注入通道和所述第二电子注入通道在第二方向的宽度为t，所述第一电子注入通道和所述第二电子注入通道在第三方向的间距为n，所述第一电子注入通道和所述第二电子注入通道在所述第三方向的宽度分别为s，t=0.3mm，s=0.8mm，n=0.3，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向互相相交。

4.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，所述柱体为倾斜设置的h形柱体。

5.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，所述柱体沿第三方向的高度为m，所述柱体沿第二方向的宽度为u，所述第一波导与所述柱体的间距，以及所述第二波导与所述柱体的间距分别为hb，m=0.95mm，u=0.725mm， hb=0.35mm，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向互相相交。

6.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，所述第一波导和所述第二波导分别为正弦波导。

7.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，所述第一波导和所述第二波导的正弦线周期性起伏的周期长度分别为p，正弦线周期性起伏的高度分别为h，p=1.05mm，h=0.6mm。

8.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，所述第一波导的端面与所述第二波导的端面的形状相同、波动振幅相同、波动周期相同。

9.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，所述慢波结构沿第二方向的波导宽边长度为a，沿第三方向的波导窄边长度为b，其中，a=1.75mm，b=2.7mm，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向互相相交。

10.一种行波管，其特征在于，包括电子枪、磁聚焦系统、输能窗、收集极和如权利要求1-9中任一项所述的慢波结构。

技术总结
本申请涉及一种慢波结构及行波管。该慢波结构包括：周期性波导；周期性波导包括第一波导、第二波导和柱体，柱体位于第一波导和第二波导之间；在第一方向，第一波导和第二波导朝向柱体的端面分别为具有周期性变化波动起伏的端面；柱体朝向第一波导、第二波导的两端分别设有第一开口和第二开口，第一波导的波谷部设有第三开口，第二波导的波峰部设有第四开口，第一开口与第三开口相对设置，各第一开口与各第三开口连通形成第一电子注入通道，第二开口与第四开口相对设置，各第二开口与各第四开口连通形成第二电子注入通道。采用上述慢波结构可以提升行波管的器件性能。

技术研发人员：方栓柱,张秋镇,王铁羊,罗军,王之哲,唐莎,李元晟
受保护的技术使用者：中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室））
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31