The invention relates to a traveling wave tube 0.34THz, which belongs to the field of microwave vacuum electronic devices, including the waveguide length a is 0.5mm + 0.02mm, waveguide narrow side length B is 0.08mm + 0.02mm, half cycle length of P is 0.14mm + 0.02mm, 0.21mm + H straight waveguide length 0.02mm, bend radius ravg is 0.02mm + 0.01mm, electronic beam channel radius RT slow wave structure 0.09mm + 0.01mm, the thickness of window for 0.1mm + 0.02mm + 0.05mm, 1.8mm diameter, cylindrical cavity diameter of 1.2mm + 0.05mm, 0.1mm + 0.05mm high energy transmission window, the bandwidth of 2GHz 0.34THz traveling wave tube of the invention, the gain is 20dB, the output power reaches 130mW 0.34THz, meet the application requirements of terahertz frequency, can be used in terahertz radar and terahertz communication system.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波真空电子器件领域,具体地说涉及一种0.34THz行波管。
技术介绍
随着科学技术的发展,在无线通信领域低频段的频谱资源日益短缺,急需向更高频段拓展,太赫兹波是指频率在1011Hz至1013Hz范围内的电磁波,其频率是微波的几十至几百倍,能够容纳的信道容量相比微波频段要多得多,特别适合于宽带高速无线数据通信。对于雷达系统来说,由于太赫兹波的载波频率高,波长短,其对运动目标进行探测时的多普勒频移相比微波来说更大,可以实现更高的成像分辨率以及更精确的定位。为了拓展太赫兹应用系统的作用距离,最为简单有效的途径是提高系统中信号发射源的输出功率;此外,为了获得较高的通信速率以及成像分辨率,系统又要求信号发射源具备足够的带宽,目前信号源的现有水平已制约了太赫兹技术的发展,急需提高太赫兹源的整体性能。行波管广泛地应用于电子对抗、雷达系统以及卫星通信等领域。行波管的基本工作原理,是利用阴极发射出来的直流电子注与电磁场发生相互作用,电子注产生群聚现象并进行能量交换,将电子直流能量转化为高频微波能量进行输出,形成信号放大器的功能。相比于固态微波放大器,行波管放大器具有大功率、宽频带、高效率、高增益等特点,在很多场合下是固态微波放大器所无法替代的。频率0.34THz附近存在一个大气传输窗口,其中THz是一个频率的单位,为1012Hz。该频段太赫兹波的大气传输衰减相比临近频段更小,对于太赫兹应用系统来说,0.34THz是一个理想的载波信号频率。工作频率为0.34THz的远距离太赫兹应用系统需要0.34THz行波管作为末级放大器为系统提供大功率宽带载波信号,而现有 ...
【技术保护点】
一种0.34THz行波管,包括电子枪、慢波结构、输能窗、磁聚焦系统以及收集极,其特征在于:所述慢波结构采用折叠波导结构,其参数包括波导宽边长度a、波导窄边长度b、半周期长度p、直波导长度h、弯曲波导半径ravg以及电子束通道半径rt,其中,波导宽边长度a为0.5mm±0.02mm,波导窄边长度b为0.08mm±0.02mm,半周期长度p为0.14mm±0.02mm,直波导长度h为0.21mm±0.02mm,弯曲波导半径ravg为0.02mm±0.01mm,电子束通道半径rt为0.09mm±0.01mm;所述输能窗采用盒型窗结构,包括窗体和设于窗体内的窗片,所述窗片的厚度为0.1mm±0.02mm,直径为1.8mm±0.05mm,所述窗片的上下两端面各连接有一个圆柱谐振腔,所述圆柱谐振腔的直径为1.2mm±0.05mm,高度为0.1mm±0.05mm,所述窗片外径与圆柱谐振腔外径的同心度在0.01mm以内,所述两圆柱谐振腔外端各连接一段矩形波导,所述矩形波导为WR2.8标准波导。
【技术特征摘要】
1.一种0.34THz行波管,包括电子枪、慢波结构、输能窗、磁聚焦系统以及收集极,其特征在于:所述慢波结构采用折叠波导结构,其参数包括波导宽边长度a、波导窄边长度b、半周期长度p、直波导长度h、弯曲波导半径ravg以及电子束通道半径rt,其中,波导宽边长度a为0.5mm±0.02mm,波导窄边长度b为0.08mm±0.02mm,半周期长度p为0.14mm±0.02mm,直波导长度h为0.21mm±0.02mm,弯曲波导半径ravg为0.02mm±0.01mm,电子束通道半径rt为0.09mm±0.01mm;所述输能窗采用盒型窗结构,包括窗体和设于窗体内的窗片,所述窗片的厚度为0.1mm±0.02mm,直径为1.8mm±0.05mm,所述窗片的上下两端面各连接有一个圆柱谐振腔,所述圆柱谐振腔的直径为1.2mm±0.05mm,高度为0.1mm±0.05mm,所述窗片外径与圆柱谐振腔外径的同心度在0.01mm以内,所述两圆柱谐振腔外端各连接一段矩形波导,所述矩形波导为WR2.8标准波导。2.根据权利要求1所述的一种0.34THz行波管,其特征在于:所述慢波结构采用无氧铜材料制备而成,采用微铣削工艺或者UV-LIGA工艺进行加工,加工的表面粗糙度优于200nm。3.根据权利要求2所述的一种0.34THz行波管,其特征在于:所述慢波结构的总长度为200至300倍半周期长度。4.根据权利要求1所述的一种0.34THz行波管,其特征在于:所述窗体采用弥散无氧铜制备而成,所述窗片为蓝...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡鹏,黄银虎,雷文强,蒋艺,宋睿,陈洪斌,
申请(专利权)人:中国工程物理研究院应用电子学研究所,
类型:发明
国别省市:四川;51
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