[发明专利]一种毫米波回旋速调管放大器的谐振腔结构

说明书

技术领域

本发明涉及微波技术领域，应用于高功率毫米波器件，尤其是一种用于抑制毫米波谐振腔中的杂模振荡的毫米波回旋速调管放大器的谐振腔结构。

背景技术

毫米波回旋速调管放大器的谐振腔工作在H₀₂主模时，仍可寄生H₀₁模，在电子注回旋基波(s＝1)的作用下，该寄生H₀₁模会在该谐振腔中产生杂模振荡，导致回旋速调管放大器工作不稳定。

如果能够抑制杂模振荡，提高两模式Q值分割度，则对于主模稳定放大具有重要的作用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种毫米波回旋速调管放大器的谐振腔结构，以抑制杂模振荡，提高回旋速调管放大器工作的稳定性。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种毫米波回旋速调管放大器的谐振腔结构，用于抑制毫米波谐振腔中的杂模振荡，该结构包含两个相同的衰减环，其中一个衰减环焊接于该圆柱形谐振腔上端盖的下表面，另一个衰减环焊接于该圆柱形谐振腔下端盖的上表面，且该两个衰减环中心均位于该圆柱形谐振腔的轴线上。

上述方案中，所述衰减环由无磁衰减材料构成。

上述方案中，所述无磁衰减材料为氧化铍BeO与碳化硅SiC的混合物，且该混合物中BeO的含量为60％至80％，SiC的含量为40％至20％。

上述方案中，所述BeO与SiC的混合物中，BeO的含量为80％，SiC的含量为20％。

上述方案中，所述衰减环在与谐振腔端盖相焊接的表面，进一步包含一层厚度为4至10μm的钛膜。

上述方案中，所述钛膜采用多弧离子镀溅射在衰减环的表面。

上述方案中，所述衰减环焊接于圆柱形谐振腔的端盖，采用72％的AgCu焊料，经石墨模具对中定位，在真空炉中进行钎焊。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的这种毫米波回旋速调管放大器的谐振腔结构，通过在谐振腔的上下端盖上焊接两个由无磁衰减材料构成的衰减环，构成H₀₂模加载腔，能够有效抑制杂模振荡，进而提高回旋速调管放大器工作的稳定性。

2、本发明提供的这种毫米波回旋速调管放大器的谐振腔结构，有效降低工作主模H₀₂模的Q值，可以提高回旋速调管的带宽和放大器工作的稳定性。

3、本发明提供的这种毫米波回旋速调管放大器的谐振腔结构，可降低漂移管和谐振腔之间模式的耦合度。

附图说明

图1为本发明提供的毫米波回旋速调管放大器的谐振腔结构中衰减环的结构示意图；

图2为图1所示毫米波回旋速调管放大器的谐振腔结构中衰减环的剖面图；

图3为本发明提供的毫米波回旋速调管放大器的谐振腔结构的结构示意图；

图4为图3所示毫米波回旋速调管放大器的谐振腔结构的剖面图；

图5是本发明提供的加载后谐振腔中的模式图，其中，图a为采用本发明后H₀₂模式图，图b为采用本发明后后H₀₁模式图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

首先，介绍本发明的实现原理。

工作在H₀₂模回旋速调管放大器的中间腔和末前腔的E_Ф分量是：

E_φ＝AJ₁(χ₀₂/r_w×r)e^i(ωt-rz)

H₀₁模E_Ф分量为：

E_φ＝AJ₁(χ₀₁/r_w×r)e^i(ωt-rz)

式中χ₀₂，χ₀₁分别是贝塞尔函数J′₀(χ_n)的n＝2，1正根。

E_Ф在r方向分布，r为圆柱形谐振腔中心轴线到侧面的距离，在相同r点上两个模式的幅值比为α：

α＝J₁(χ₀₂/r_w×r)/J₁(χ₀₁/r_w×r)