一种正弦型交错双栅慢波结构制造技术

本发明专利技术公开了一种正弦型交错双栅慢波结构，涉及真空电子技术领域，解决了现有慢波结构传输损耗大、带宽窄等问题，其技术方案要点是：包括分置于上下两侧的上栅部和下栅部，所述上栅部和下栅部均沿轴向等间距形成正弦型凸起，构成周期性波导曲线，所述上栅部的周期性波导曲线与下栅部的周期性波导曲线具有相位差；通过平滑的正弦型凸起减少传统矩形凸起中场的突变点，从而减少电磁波在传输过程中的损耗，且上、下栅部的正弦型凸起交错设置，较传统的交错双栅慢波结构具有更高的带宽，为亚毫米波段及太赫兹波段提供了一种提高输出功率的行波管慢波结构。的行波管慢波结构。的行波管慢波结构。

【技术实现步骤摘要】
一种正弦型交错双栅慢波结构


[0001]本专利技术涉及真空电子
，更具体地说，它涉及一种正弦型交错双栅慢波结构。

技术介绍

[0002]太赫兹技术是新世纪以来国内外电子科学领域最为关注的热点研究方向，是一种由电子学和光子学共同影响的交叉学科。太赫兹波有着与微波、可见光等完全不同的电磁辐射特性，在生物医学、电子对抗、远距离通信、无损检测、天文学等多个领域有着巨大的应用前景。
[0003]在太赫兹频段，真空电子器件是一种常见的大功率辐射源。现有的真空电子器件中，行波管具有效率高、增益高、工作带宽宽等优点，是一种传统的“O”型器件，而慢波结构是整个行波管的核心部件。随着工作频率的升高，太赫兹波段慢波结构的传输损耗大、带宽窄、反射强等问题已成为制约“O”型器件在太赫兹波段发展的决定性因素。因此，目前急需探索一种新型的慢波结构，克服传统慢波结构所具有的传输损耗大、带宽窄等问题，得以推动太赫兹波段大功率辐射源的发展。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供一种正弦型交错双栅慢波结构，克服现有慢波结构传输损耗大、带宽窄等问题。
[0005]本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：包括分置于上下两侧的上栅部和下栅部，所述上栅部和下栅部均沿轴向等间距形成正弦型凸起，构成周期性波导曲线，所述上栅部的周期性波导曲线与下栅部的周期性波导曲线具有相位差。
[0006]采用上述技术方案，通过平滑的正弦型凸起减少传统矩形凸起中场的突变点，从而减少电磁波在传输过程中的损耗，且上、下栅部的正弦型凸起交错设置，较传统的慢波结构具有更高的带宽，为亚毫米波段及太赫兹波段提供了一种提高输出功率的行波管慢波结构。
[0007]进一步的，所述上栅部的周期性波导曲线与下栅部的周期性波导曲线具有半个周期的相位差。
[0008]进一步的，所述正弦型凸起的边界为半周期正弦曲线。
[0009]进一步的，所述上栅部和下栅部的宽度为a，高度为b，所述周期性波导曲线的周期为p，所述正弦型凸起的宽度为a，高度为h，厚度为d，相邻两个正弦型波导的间距为L，电子注通道高度为hb；其中，b＝2h+hb，p＝L+d，hb≤b/4。
[0010]进一步的，L＝2d，p＝3d。
[0011]进一步的，a＝0.5mm，b＝0.51mm，p＝0.315mm。
[0012]进一步的，h＝0.21mm，d＝0.105mm，L＝0.21mm，hb＝0.09mm。
[0013]进一步的，所述上栅部和下栅部由金属制成。
[0014]采用上述技术方案，上栅部和下栅部由金属制成，正弦型凸起的结构强度更高，有着更大的功率容量，且金属更易于散热，适合工作于高频段。
[0015]进一步的，所述正弦型凸起采用铣削的方式加工成型。
[0016]本申请另一方面，提供一种行波管，包括如上所述的一种正弦型交错双栅慢波结构。
[0017]采用上述技术方案，行波管包含上述的慢波结构，可以拓展带宽并减小传输损耗，提高太赫兹波段的输出功率。
[0018]与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：
[0019]1、正弦型交错双栅慢波结构主体部分为平滑的正弦型凸起，减少了慢波结构中场的突变点，从而减少了电磁波在传输过程中的损耗，且正弦型凸起为完整的半周期正弦曲线，传输损耗低，易于加工；
[0020]2、正弦型交错双栅慢波结构对比常规交错双栅慢波结构，带宽得到了有效提升；
[0021]3、正弦型交错双栅慢波结构为全金属慢波结构，正弦型凸起的结构强度更高，有着更大的功率容量，更易于散热，适合工作于高频段。
附图说明
[0022]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0023]图1是正弦型交错双栅慢波结构的示意图；
[0024]图2是正弦型交错双栅慢波结构的侧视图；
[0025]图3是正弦型交错双栅慢波结构的主视图；
[0026]图4是正弦型交错双栅慢波结构与常规交错双栅慢波结构、分段正弦波导慢波结构布里渊图的对比情况；
[0027]图5是正弦型交错双栅慢波结构与常规交错双栅慢波结构、分段正弦波导慢波结构色散曲线的对比情况；
[0028]图6是正弦型交错双栅慢波结构的高频传输特性；
[0029]图7是正弦型交错双栅慢波结构与常规交错双栅慢波结构、分段正弦波导慢波结构S21曲线的对比情况；
[0030]图8是正弦型交错双栅慢波结构与常规交错双栅慢波结构、分段正弦波导慢波结构传输损耗的对比情况；
[0031]图9是常规交错双栅慢波结构的示意图；
[0032]图10是分段正弦波导慢波结构的示意图；
[0033]附图中标记及对应的零部件名称：
[0034]1、上栅部；2、下栅部；3、正弦型凸起；4、电子注通道。
具体实施方式
[0035]在下文中，可在本申请的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所申请的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本申请的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数
字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
[0036]在本申请的各种实施例中，表述“或”或“B或/和C中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“B或C”或“B或/和C中的至少一个”可包括B、可包括C或可包括B和C二者。
[0037]在本申请的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本申请的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
[0038]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0039]应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件或与另一组成元件“相连”，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正弦型交错双栅慢波结构，其特征是：包括分置于上下两侧的上栅部和下栅部，所述上栅部和下栅部均沿轴向等间距形成正弦型凸起，构成周期性波导曲线，所述上栅部的周期性波导曲线与下栅部的周期性波导曲线具有相位差。2.根据权利要求1所述的一种正弦型交错双栅慢波结构，其特征是：所述上栅部的周期性波导曲线与下栅部的周期性波导曲线具有半个周期的相位差。3.根据权利要求2所述的一种正弦型交错双栅慢波结构，其特征是：所述正弦型凸起的边界为半周期正弦曲线。4.根据权利要求1所述的一种正弦型交错双栅慢波结构，其特征是：所述上栅部和下栅部的宽度为a，高度为b，所述周期性波导曲线的周期为p，所述正弦型凸起的宽度为a，高度为h，厚度为d，相邻两个正弦型波导的间距为L，电子注通道高度为hb；其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振兴，冯霖琦，魏彦玉，徐进，殷海荣，岳玲娜，蔡金赤，赵国庆，王文祥，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：