[发明专利]一种双模行波管慢波系统结构

说明书

技术领域

本发明属于微波电子元器件领域，特别涉及到一种休斯结构与速调管相结合的耦合腔型双模行波管慢波系统结构。

背景技术

随着飞机及其武器系统性能的提高，设想中的作战场景其投送范围越来越大。因此，要求机载雷达不仅具有超视距探测、跟踪和导弹制导能力，而且要求单部雷达能以多种方式工作。其功能最好覆盖所有感兴趣方面。这就要求作为雷达发射机心脏的行波管能够以多脉冲重复频率模式工作，也就是说，要求行波管既能够工作在高峰值功率、低工作比模式，又能够工作在低峰值功率、高工作比模式。新型的大功率脉冲双模行波管可以满足这一需要。

耦合腔结构的慢波系统频带较宽，易于实现大功率输出。因此大功率的脉冲行波管慢波系统多采用耦合腔结构。就常用的休斯型耦合腔链，对某个具体的系统，其负一次空间谐波的耦合阻抗及增益参量可简单表示为

K_-1＝f(ω，b)

C＝a(K₁，I₀)^1/3

其中：b为电子注半径，I₀为阴极电流，a为系数。

一般地，在双模行波管中，低模电子注半径b_l总是小于高模电子注注半径b_h；而高、低模阴极电流比的典型值为3∶1。设想通过某种技术的运用，能使b_l≈b_h，亦即高、低模的耦合阻抗基本一样，则低模增益参量C_l可以做到：C_l≈0.7C_h。但由于技术难度的限制，实际能获得的C_l只有0.5C_h或略大。

在双模行波管中，C_l与C_h的这种本质上的差别带来一个很严重的问题。即：若取向低模增益及带宽，则高模增益将给行波管的稳定工作带来隐患；若取向高模特性，则低模增益将导致带宽的不足。上述C_l与C_h的差距是在高、低模式工作于同一频带时的必然结果。如果雷达不放弃高、低模式同频的工作方式，则此问题不能从根本上加以解决。为此，某些新发展的雷达双模发射机采用了一种高、低模式工作频率错开的工作方式。

但是整机的需求促使器件的发展，既然造成同频带双模行波管增益差距的主因是C_l与C_h的不同，故而问题的解决也是首先克服C_l与C_h的差别。

发明内容

本发明提出了一种新型的用于微波电子器件的双模行波管慢波系统结构，实现同一输入功率激励两种工作模式，并且实现整管在高、低模式工作于同一频带时的相近增益。所述技术方案如下：

一种双模行波管慢波装置，其特征在于，所述双模行波管慢波装置包括多个普通耦合腔行波管和一段速调管。

优选地，，所述慢波装置分成四段，第一段，第三段和第四段是休斯耦合腔慢波系统；第二段即速调管段包括在第二种模式频率下调整的不相连的耦合腔，休斯型耦合腔结构与速调管相结合的耦合腔慢波系统结构。

优选地，，铁和铜零件交替放置，这些零件形成耦合腔壁，铜零件形成耦合腔的壁，并过渡到圆柱形部分，该圆柱形部分设定了轴方向上的铁圆盘之间的距离。

优选地，第二段，即速调管段，由两个环形的不相连的耦合腔组成，用于构成该段的铁制圆盘侧壁上面加工有螺丝孔。

优选地，通过选择固定在铁制圆盘零件中心凸台外部的垫片的尺寸，在低频率下进行初步调节，使其谐振频率大致在所要求的范围内。

优选地，钎焊完成一段完整的速调管段后，再使用螺丝进行最终调节，使两个腔的谐振频率分别达到所要求的值。

优选地，所述调节螺丝利用激光焊接固定。

优选地，所述慢波装置通过钎焊工艺将速调管段与耦合腔慢波系统各段焊接形成一个整体。

优选地，耦合腔内部的圆柱形表面上涂敷有保证品质因数的涂层。

本发明的有益效果是，与常用的合腔慢波结构相比，引入的速调管段在第二模式下对电子束再次进行补充调制，提高第二模式下的增益与第一模式相接近，使得双模行波管在工作时既能实现等激励，又能使两个模式在同频工作时的带宽达到实用化要求。

附图说明

图1是本发明所述的休斯型耦合腔结构与速调管相结合的耦合腔慢波系统整体统结构示意图；其中，1-1、1-3、1-4段为耦合腔慢波各段，1-2为速调管段；