The invention provides a slow wave structure suitable for millimeter wave terahertz band multi-electron beam backward wave tube, which can be applied to millimeter wave terahertz band and belongs to the field of microwave vacuum electronic devices. The structure of the invention adopts two fixed connected metal grid teeth to form a unit ridge, and multiple unit ridges are arranged periodically to form ridges and rectangular waveguides to form a slow-wave structure. The structure combines the structural characteristics of ridge waveguide, rectangular waveguide and trapezoidal line to form a new type of slow-wave structure. The parallel structure of the slow-wave structure is similar to the multi-conductor slow-wave structure, and its advantage is that the coupling impedance is easy to adjust, and the larger coupling impedance can be achieved by proper parameter design. The coupling impedance has a lower attenuation speed in the direction far from the gate surface, which can achieve a larger area of electron beam, thus achieving a higher output power and its transverse size is not limited by the wavelength. Expansion is arbitrary.
【技术实现步骤摘要】
一种适用于毫米波太赫兹频段多电子注返波管的慢波结构
本专利技术属于微波真空电子器件领域,具体涉及一种适用于毫米波太赫兹频段多电子注返波管的慢波结构,该慢波结构可以利用多个带状电子束工作。
技术介绍
慢波结构作为契伦柯夫电真空器件的核心部件,它是电子注与电磁波相互作用的重要场所。因为尺寸共渡效应,当器件的工作频率上升至毫米波及太赫兹频段时,慢波结构的几何尺寸会急剧减小,这使得慢波结构所能利用的电流大为降低、并且加工变得困难,再加上耦合阻抗减小,波长变短导致群聚束团的有效电荷量下降,这些因素会导致整管的输出功率大幅度下降。尽管增大电流密度可以提高输出功率,但是聚束技术限制了无限制增大电流密度。在亚毫米波和太赫兹频段,目前能够利用的最大电流密度在400A/cm2至600A/cm2,即使利用这样的电流密度,该频段管子的饱和长度仍然较长,聚束仍然十分困难。如果能够将慢波结构进行并联并且慢波结构之间有耦合,这时可以利用多个电子束工作,饱和管长就会大幅度缩短,效率会得到提高。目前,返波管常用的慢波结构有梯形线和矩形单栅,可用于返波管的慢波结构包括脊波导和多导体。其中,脊波导慢波结构如图1所示,其带宽宽,但是耦合阻抗较低,两个脊波导单元并联的慢波结构示意图如图5所示,其结构色散曲线图如图6所示,工作模式Mode2与非工作模式Mode1上截止频率相同,下截止频率不同,在每周期相移180°~280°之间工作会引起强烈的模式竞争。可以看到,脊波导慢波结构并联时,会存在很多高阶强竞争模式,管子无法稳定工作。想要解决模式竞争就需将工作频段向每周期相移增大的方向移动,这会导致结构尺寸 ...
【技术保护点】
1.一种适用于毫米波太赫兹频段多电子注返波管的慢波结构,所述慢波结构包括矩形波导和脊,以及脊与矩形波导之间形成的带状电子注通道,其特征在于,所述脊连接波导内部下底面和上顶面,由n个单元脊沿竖直方向或水平方向周期性排列得到,所述单元脊包括两个固定连接的金属栅齿,其中,一个金属栅齿的厚度等于矩形波导的厚度,另一个金属栅齿的厚度小于矩形波导厚度。
【技术特征摘要】
1.一种适用于毫米波太赫兹频段多电子注返波管的慢波结构,所述慢波结构包括矩形波导和脊,以及脊与矩形波导之间形成的带状电子注通道,其特征在于,所述脊连接波导内部下底面和上顶面,由n个单元脊沿竖直方向或水平方向周期性排列得到,所述单元脊包括两个固定连接的金属栅齿,其中,一个金属栅齿的厚度等于矩形波导的厚度,另一个金属栅齿的厚度小于矩形波导厚度。2.根据权利要求1所述的毫米波太赫兹频段多电子注返波管的慢波结构,其特征在于,当n个单元脊沿竖直方向周期性排列时,n个单元脊和矩形波导的中心轴线共线。3.根据权利要求1所述的毫米波太赫兹频段多电子注返波管的慢波结构,其特征在于,当n个单元脊沿水平方向周期性排列时,n个单元脊沿矩形波导的中心轴线对称设置。4.根据权利要求1~3任一权利要求所述的毫米波太赫兹频段多电子注返波管的...
【专利技术属性】
技术研发人员:程均,殷海荣,徐进,岳玲娜,赵国庆,王文祥,魏彦玉,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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