【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波真空电子。更具体地，涉及一种慢波结构单元、慢波结构线路、慢波结构阵列、行波管、慢波结构阵列构成方法及使用方法。
技术介绍
1、行波管是一种重要的微波放大器，广泛应用于雷达、通信、电子战等电子系统中。其基本工作原理是：电子枪阴极发射电子注，在与电磁波相互作用时，电子注将部分电子能量转化为电磁波能量，并输出信号，从而实现信号放大。慢波结构是行波管的核心部件，直接决定其性能的优劣。
2、随着现代通信技术的快速发展，对行波管阵列化和小型化的需求日益增加。阵列化技术在多输入多输出（mimo）系统中发挥着至关重要的作用，而小型化不仅能减少器件体积和重量，还能提升系统集成度和灵活性，尤其在高密度集成应用中具有重要意义。然而，现有慢波结构在阵列化和小型化方面面临显著的技术瓶颈，限制了行波管性能的提升和广泛应用。
3、具体而言，现有慢波结构在阵列化小型化过程中面临以下几个关键问题：
4、（1）单通道设计局限性
5、现有慢波结构主要针对单通道进行优化，缺乏对多通道阵列布局的整体考虑。在阵列化设计中，如何高效地实现多个通道之间的电磁波、电子注空间布局，并确保每个通道性能的稳定性与一致性，是一个尚未完全解决的难题。
6、（2）过度依赖磁聚焦系统
7、许多传统慢波结构依赖磁聚焦系统来控制电子注，这增加了系统的复杂性和制造成本。在阵列化设计中，过度依赖磁聚焦不仅使结构难以实现高密度集成，还限制了多通道阵列设计中的灵活性与紧凑性。
8、（3）制造复杂性与规模
9、虽然现有慢波结构在单通道性能方面表现出色，但在阵列化和小型化过程中，缺乏有效的简化设计和规模化生产方案。现有结构的复杂几何形状和精密制造工艺，使得其在大规模生产时面临较高的成本和技术难度，从而限制了其商业化应用。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术的一个目的在于提供一种慢波结构单元。
2、本专利技术的一个目的在于提供一种包括上述慢波结构单元的慢波结构线路。
3、本专利技术的一个目的在于提供一种包括上述慢波结构线路的慢波结构阵列。
4、本专利技术的一个目的在于提供一种包括上述慢波结构阵列的行波管，能够实现慢波结构阵列小型化，并简化电子注通道之间的布局设计，从而确保行波管在多个通道内稳定工作。
5、本专利技术的一个目的在于提供一种慢波结构阵列的构成方法。
6、本专利技术的一个目的在于提供一种慢波结构阵列的使用方法。
7、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
8、根据本专利技术的一个方面，提供一种慢波结构单元，包括：
9、外导体和内导体；
10、所述外导体为长方体结构，包括容纳内导体的内腔，开设于所述外导体的两相对侧壁的开口，以及贯穿所述相对侧壁的第一通孔，所述开口以及通孔均和所述内腔连通；
11、所述内导体包括沿第一方向设置的第一结构部，以及由所述第一结构部沿第二方向向两侧延伸形成的第二结构部和第三结构部，所述第二结构部和第三结构部分别穿设于所述外导体的对应开口内；
12、所述内导体与所述外导体不接触，其间形成供电磁波通过的第一通道；
13、所述内导体开设有和所述第一通孔对应的第二通孔，所述第一通孔、第二通孔以及位于第一通孔和第二通孔之间的部分内腔形成供电子注通过的第二通道，电磁波和电子注在第一通道和第二通道的交汇处进行注波互作用。
14、此外，可选的方案是，所述第二结构部朝向其所对应的开口的一侧端面和该开口所在的侧壁的外壁面齐平；
15、所述第三结构部朝向其所对应的开口的一侧端面和该开口所在的侧壁的外壁面齐平。
16、此外，可选的方案是，所述内导体为十字结构，所述第二结构部和第三结构部对应位于第一结构部的中部，且位于第一结构部沿第一方向上的两相对边侧。
17、此外，可选的方案是，所述外导体开设有贯穿所述相对侧壁的第三通孔，第一通孔与第三通孔沿第一方向排布设置，以两个开口的中心连线为对称轴对称设置；
18、所述内导体开设有与所述第三通孔对应的第四通孔，所述第三通孔、第四通孔以及位于第三通孔和第四通孔之间的部分内腔形成供电子注通过的第三通道，电磁波和电子注在第一通道和第三通道的交汇处进行注波互作用。
19、此外，可选的方案是，所述第二结构部及第三结构部的四周边缘和其所对应开口的内壁面之间包括间隙，该间隙为第一通道的进出口；
20、所述第一通道包括第一支通道和第二支通道，所述第一支通道为位于所述内导体靠近外导体的顶壁的一侧的位于所述内导体和外导体之间的部分内腔，所述第二支通道为位于所述内导体靠近外导体的底壁的一侧的位于所述内导体和外导体之间的部分内腔；
21、电磁波由第二结构部的上端面和第二结构部所对应的开口之间的间隙进入第一支通道，和位于开口上方的第二通道内的电子注进行注波互作用，由第三结构部的上端面和第三结构部所对应的开口之间的间隙离开第一支通道；
22、电磁波由第二结构部的下端面和第二结构部所对应的开口之间的间隙进入第二支通道，和位于开口下方的第三通道内的电子注进行注波互作用，由第三结构部的下端面和第三结构部所对应的开口之间的间隙离开第二支通道。
23、根据本专利技术的一个方面，提供一种慢波结构线路，包括多个慢波结构单元，其中，多个慢波结构单元沿第二方向依次排布设置。
24、根据本专利技术的一个方面，提供一种慢波结构阵列，包括多个慢波结构线路，以及将多个慢波结构线路之间进行连接的连接部件，其中，其中，各个慢波结构线路沿第一方向，和/或第三方向布置，所述第三方向垂直于所述第一方向和第二方向。
25、根据本专利技术的一个方面，提供一种行波管，包括电子枪、集中衰减器、能量耦合器、收集极、以及慢波结构阵列。
26、根据本专利技术的一个方面，提供一种慢波结构阵列构成方法，该方法包括：根据设计将慢波结构线路沿第一方向拓展m个周期和/或沿第三方向拓展n个周期，完成慢波结构阵列的构成；
27、其中，所述第三方向垂直于所述第一方向和第二方向。
28、根据本专利技术的一个方面，提供一种慢波结构的使用方法，该方法包括：将各个慢波结构线路的外导体施加第一电压u1，将各个慢波结构线路的内导体并联连接并施加第二电压u2，其中u1≠u2。
29、本专利技术的有益效果如下：
30、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种慢波结构单元、慢波结构线路、慢波结构阵列、行波管、慢波结构阵列构成方法及使用方法，通过创新设计有效解决了现有行波管技术中的多个关键问题。
31、本专利技术通过新型慢波结构单元的设计，实现了对电子注的有效聚焦，彻底摆脱了对磁聚焦系统的依赖。该创新不仅简化了结构设计，降低了制造难度，而且有效减少了生产成本，从而为行波管的小型化、阵列化和集成化提供切实可行的技术解决方案。
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1.一种慢波结构单元，其特征在于，包括：外导体和内导体；
2.根据权利要求1所述的慢波结构单元，其特征在于，所述第二结构部朝向其所对应的开口的一侧端面和该开口所在的侧壁的外壁面齐平；
3.根据权利要求1所述的慢波结构单元，其特征在于，所述内导体为十字结构，所述第二结构部和第三结构部对应位于第一结构部的中部，且位于第一结构部沿第一方向上的两相对边侧。
4.根据权利要求3所述的慢波结构单元，其特征在于，所述外导体开设有贯穿所述相对侧壁的第三通孔，第一通孔与第三通孔沿第一方向排布设置，以两个开口的中心连线为对称轴对称设置；
5.根据权利要求4所述的慢波结构单元，其特征在于，所述第二结构部及第三结构部的四周边缘和其所对应开口的内壁面之间包括间隙，该间隙为第一通道的进出口；
6.一种慢波结构线路，其特征在于，包括多个如权利要求1-5任一项所述的慢波结构单元，其中，多个慢波结构单元沿第二方向依次排布设置。
7.一种慢波结构阵列，其特征在于，包括如权利要求6所述的慢波结构线路，其中，各个慢波结构线路沿第一方向，和/或第三方
8.一种行波管，其特征在于，包括电子枪、集中衰减器、能量耦合器、收集极以及如权利要求7所述的慢波结构阵列。
9.一种慢波结构阵列构成方法，其特征在于，该方法包括：根据设计将慢波结构线路沿第一方向拓展m个周期和/或沿第三方向拓展n个周期，完成慢波结构阵列的构成；
10.一种根据权利要求7所述慢波结构阵列的使用方法，其特征在于，该方法包括：将各个慢波结构线路的外导体施加第一电压U1，将各个慢波结构线路的内导体并联连接并施加第二电压U2，其中U1≠U2。
...【技术特征摘要】
1.一种慢波结构单元，其特征在于，包括：外导体和内导体；
2.根据权利要求1所述的慢波结构单元，其特征在于，所述第二结构部朝向其所对应的开口的一侧端面和该开口所在的侧壁的外壁面齐平；
3.根据权利要求1所述的慢波结构单元，其特征在于，所述内导体为十字结构，所述第二结构部和第三结构部对应位于第一结构部的中部，且位于第一结构部沿第一方向上的两相对边侧。
4.根据权利要求3所述的慢波结构单元，其特征在于，所述外导体开设有贯穿所述相对侧壁的第三通孔，第一通孔与第三通孔沿第一方向排布设置，以两个开口的中心连线为对称轴对称设置；
5.根据权利要求4所述的慢波结构单元，其特征在于，所述第二结构部及第三结构部的四周边缘和其所对应开口的内壁面之间包括间隙，该间隙为第一通道的进出口；
6.一种慢波结构线路，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘世硕，谢青梅，陈炤飞，吴玉娟，蔡军，冯进军，
申请(专利权)人：北京真空电子技术研究所中国电子科技集团公司第十二研究所，
类型：发明
国别省市：
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