双模式的梯形扩展互作用速调管的参数确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双模式的梯形扩展互作用速调管的参数确定方法及装置，本发明专利技术能够确定出支持两种TM11

【技术实现步骤摘要】
双模式的梯形扩展互作用速调管的参数确定方法及装置


[0001]本专利技术属于梯形扩展互作用速调管
，具体涉及一种双模式的梯形扩展互作用速调管的参数确定方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，毫米波辐射源的诸多研究存在着大量的潜在应用，在这些辐射源中，梯形扩展互作用速调管放大器(EIA)具有高效率、高增益、高稳定性和特征阻抗R/Q高的优势，因此，扩展互作用结构可以缩短电路长度，减少对电子束聚焦系统的要求，同时，其内部的全金属多间隙空腔结构有利于提高散热能力和功率容量，且梯形电路的结构非常适用于在毫米宽范围内的加工、组装和测量，所以，其得到了广泛的实际应用。
[0003]扩展互作用速调管的工作模式通常为驻波模式(TM11
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π模式和TM11
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2π模式)，并且由于工作在驻波模式下，其工作带宽小于行波管，甚至小于速调管，所以，这样的特性导致了扩展互作用速调管其实是一种具有窄带高效率特征的真空电子器件；而为了宽带速调管的研制，有许多科研工作者对扩展互作用结构的返波模、甚至多模工作的进行了大量的研究。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双模式的梯形扩展互作用速调管的参数确定方法，其特征在于，应用于具有双工作模式的梯形扩展互作用速调管，其中，所述梯形扩展互作用速调管包括输入谐振腔、中间谐振腔、输出谐振腔以及注入管，所述注入管按照所述梯形扩展互作用速调管内的电子传播方向依次贯穿所述输入谐振腔、所述中间谐振腔和所述输出谐振腔，所述输入谐振腔、所述中间谐振腔和所述输出谐振腔均包括从上至下依次设置的两耦合腔以及位于两耦合腔之间的耦合槽，且所述双工作模式包括TM11
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2π槽模工作模式和TM11
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2π腔模工作模式；其中，所述方法包括：获取所述梯形扩展互作用速调管在两种工作模式下的标定工作参数；基于所述标定工作参数，确定出任一耦合腔的最小腔体深度以及任一耦合槽的最小槽体深度，其中，所述任一耦合腔的腔体深度越小，所述任一耦合腔的谐振频率越高；依据所述最小腔体深度，计算出所述任一耦合腔的腔体深度参数区间，以及依据所述最小槽体深度，计算出所述任一耦合槽的槽体深度参数区间；根据所述腔体深度参数区间和所述槽体深度参数区间，构建出支持所述梯形扩展互作用速调管在所述TM11
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2π槽模工作模式或所述TM11
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2π腔模工作模式下运行的结构参数集合，其中，所述结构参数集合包含有若干组结构参数，且每组结构参数包括所述任一耦合腔的预选腔体深度和所述任一耦合槽的预选槽体深度；基于所述结构参数集合中的每组结构参数，计算出所述梯形扩展作用速调管在各组结构参数下进行工作时的第一谐振频率和第二谐振频率，其中，所述第一谐振频率用于表征所述梯形扩展互作用速调管处于TM11
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2π腔模工作模式时的谐振频率，所述第二谐振频率用于表征所述梯形扩展互作用速调管处于TM11
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2π槽模工作模式时的谐振频率；基于所述梯形扩展互作用速调管在每组结构参数下进行工作时的第一谐振频率和第二谐振频率，以及所述标定工作参数，从各组结构参数中，确定出所述梯形扩展互作用速调管的最优结构参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标定工作参数包括：目标波参数、所述梯形扩展互作用速调管处于TM11
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2π腔模工作模式时的第一标定谐振频率以及处于TM11
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2π槽模工作模式时的第二标定谐振频率，其中，所述目标波参数为所述梯形扩展互作用速调管以预定条件工作时，所述梯形扩展互作用速调管内电磁场所等效的TE10波的参数；其中，基于所述标定工作参数，确定出任一耦合腔的最小腔体深度以及任一耦合槽的最小槽体深度，包括：基于所述第一标定谐振频率和所述目标波参数，计算出所述任一耦合腔的最小腔体深度，以及基于所述第二标定谐振频率和所述目标波参数，计算出所述任一耦合槽的最小槽体深度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标波参数包括：TE10波的横向波数和纵向波数，其中，基于所述第二标定谐振频率和所述目标波参数，计算出所述任一耦合槽的最小槽体深度，包括：依据所述第二标定谐振频率、所述TE10波的横向波数和纵向波数，并按照如下公式(1)，计算出所述任一耦合槽的最小槽体深度；
上述公式(1)中，f
c2
表示所述第二标定谐振频率，m和n依次表示所述TE10波的横向波数和纵向波数，a和b依次表示所述任一耦合槽的横向尺寸和纵向尺寸，c表示光速，且所述任一耦合槽的横向尺寸用于表征任一耦合槽的最小槽体深度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于结构参数集合中的每组结构参数，计算出梯形扩展作用速调管在各组结构参数下进行工作时的第一谐振频率和第二谐振频率，包括：对于任一组结构参数，利用电磁场波动方程和所述任一组结构参数，计算出梯形扩展作用速调管在所述任一组结构参数下进行工作时的第一谐振频率和第二谐振频率。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标定工作参数包括：所述梯形扩展互作用速调管处于TM11
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2π腔模工作模式时的第一标定谐振频率以及处于TM11
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2π槽模工作模式时的第二标定谐振频率；其中，基于所述梯形扩展互作用速调管在每组结构参数下进行工作时的第一谐振频率和第二谐振频率，以及所述标定工作参数，从各组结构参数中，确定出所述梯形扩展互作用速调管的最优结构参数，包括：对于所述梯形扩展互作用速调管在第i组结构参数下进行工作时的第一谐振频率和第二谐振频率，计算所述梯形扩展互作用速调管在第i组结构参数下进行工作时的第一谐振频率与所述第一标定谐振频率之间的第一相对偏差限，以及所述梯形扩展互作用速调管在第i组结构参数下进行工作时的第二谐振频率与所述第二标定谐振频率之间的第二相对偏差...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐彻，卢佳妮，李涛，唐先锋，唐永亮，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：