[实用新型]一种多注速调管高次模式的矩形谐振腔结构

说明书

技术领域

本实用新型属于微波真空电子器件领域，特别涉及一种多注速调管的高次模式矩形谐振腔结构。

技术背景

多注速调管具有工作电压低、频带宽、增益高、效率高的特点。其带宽可以和大功率耦合腔行波管相比拟，但功率、效率都比耦合腔行波管高，其增益大大高于前向波放大器，其效率远高于固态器件，所以它是现代雷达发射机最有竞争力的器件。因为大功率、宽频带正是现代雷达发展需求。

多注速调管的放大机理是多束电子注同谐振腔中高频电场相互作用，使高频场得到放大。电子注、高频电场这两个因素对放大起决定性作用。谐振腔中的电场取决于谐振腔的特性，因此谐振腔的特性对速调管的性能至关重要。

在已知技术中，工作在矩形或圆柱形谐振腔基模的多注速调管，在向更高功率电平发展时受到限制。其原因是，电子注要与高频电场相互作用，注的位置、尺寸受谐振腔中电场分布和电场相对集中处尺寸的限制，也即要受到漂移管尺寸的限制。电子注的位置是与阴极的位置相对应的，因此，阴极的位置、尺寸、面积也受到谐振腔的限制，这就限制了阴极的发射电流和速调管输出功率。虽然提高速调管工作电压也可提高输出功率，但会损失它的带宽，这是不希望出现的。

为突破基模谐振腔对多注速调管功率电平的限制，我们发展了工作在TM₂₂₀高次模式矩形谐振腔的多注速调管。它不同于基模谐振腔，高次模式谐振腔尺寸大，谐振腔中存在多个电场峰值区域，可有效增加漂移管头的面积，从而增加阴极面积和阴极电流，最终提高功率电平。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是，针对已知技术中基模谐振腔多注速调管的功率电平向高功率发展受到限制，为了克服这种限制，设计了一种高次模式的矩形谐振腔。在满足速调管工作电压情况下，增大漂移管头面积以提高速调管功率输出能力，同时也满足大功率工作下散热要求。本实用新型的目的，是提供一种多注速调管高次模式的矩形谐振腔结构。高次模式矩形谐振腔漂移管头热交换面积增大，结构上便于实现更好的冷却，更有利于散热，能承受更大的平均功率。

本实用新型的技术方案如下，一种多注速调管高次模式的矩形谐振腔结构，在矩形谐振腔上下腔壁内对应TM₂₂₀模式的4个电场峰值集中区域，其特征在于，设置4对漂移管头，4对漂移管头上下两两相对，中间构成互作用间隙；被冷却通道围绕着的漂移管头上开有多个用作电子注流通的通孔。所述各个通孔的位置与电子枪相应的阴极位置保持一致，以获得好的电子通过率。在所述谐振腔两侧壁分别焊接挠性膜片及调谐用螺钉。这些螺钉是用来实现腔体动态频率调谐。在谐振腔的上下腔壁间设有冷却通道，所述冷却通道紧靠漂移管头，高速流动的冷却液充满通道，将漂移管头的热能快速导走，提高速调管的功率容量。在腔体垂直于挠性膜片的侧壁加工冷却公共通道，用于将所有谐振腔的冷却通道连通在一起并与外水路连接。

本实用新型的有益效果是，由于TM₂₂₀模式矩形谐振腔设置4对漂移管头，相当于4个基模腔的并联，输出功率可达矩形基模腔的4倍，大幅提高了输出功率容量。而且，动态调谐方便，频率稳定性好。

附图说明

图1为本实用新型谐振腔的主视图。

图2为上述谐振腔的俯视图。

图3为上述谐振腔的AA全剖面视图。

图4为上述谐振腔的BB全剖面视图。

具体实施方式

参照图1至图3，表示本实用新型所述谐振腔的主视、俯视及剖面视图，图中谐振腔的内腔为1，该内腔具有上下腔壁，上下腔壁内对应高次模式电磁场TM₂₂₀，它的4个电场峰值集中区域内设有4对漂移管头2，4对漂移管头上下两两相对；每一对漂移管头包围着多个电子注通道3，在本例中，每一对漂移管头包围着7个电子注通道，谐振腔两侧壁上分别焊有连接绕性膜片4的3支调谐螺钉，上下腔壁间冷却通道为5，通道内充满高速流动的冷却液6，腔体靠外部分为公共冷却通道7，公共通道的外侧为水路接口8。参照图4，表示上述谐振腔的BB全剖面视图。图中9表示互作用间隙，即谐振腔中高频场与多注电子注相互作用的地方，能量在这里得以放大。多个谐振腔(腔数视速调管参数而定)叠加在一起构成速调管的高频腔体部件。