[发明专利]一种大跨波段双频可控相对论返波振荡器

说明书

技术领域

本发明专利涉及高功率微波器件技术领域，具体涉及一种大跨波段双频可控相对论返波振荡器。

背景技术

近年来，高功率微波源在追求高功率、高效率以及实现长脉冲和高重频运行的同时，也呈现出了其他的一些发展特点，如追求单个微波源器件产生具有多个频率的微波。该类型的器件能够实现单一振荡器的多频输出，是对单频振荡器的拓展研究和集成创新应用，具有一定的学术价值和潜在的应用前景。相对论返波振荡器具有高功率、高效率、适合重频运行的工作特点，是目前最有潜力的高功率微波产生器件之一，在高功率微波产生器件中占有重要的地位，多频相对论返波振荡器的研究有利于进一步拓展其应用，具有重要的现实意义。

由于高功率微波的应用潜力，特别是作为复杂电磁环境构建，使得高功率微波技术在现代电子信息方面的作用更为诱人。最近的研究表明，如果用两个或多个频率的高功率微波束攻击电子系统，所需要的破坏阀值会降低，采用这种技术会使功率微波技术更快地趋于实用。然而，国内外报道的产生双频高功率微波方法其实质均为用两套单独的单频微波源，这种方法存在一些不足：首先两套或多套独立运行的微波源同步输出将存在一定困难；其次，两套或多套独立运行的微波源的空间辐射方向图较为复杂，不利于高功率微波的实际应用；另外，两套独立运行的微波源还会增加研究成本。因此，研究一种能可控输出不同单频或同时输出两个频率的微波源将具有重要的学术价值和应用价值，这也是高功率微波技术研究的又一个新的研究方向，将为高功率微波效应研究提供很好的基础。

目前各种通信及探测用微波频段主要集中在L~Ku波段。简单从频率来判断某种高功率微波器件结构尺寸，1GHz的高功率微波器件结构尺寸大概是14.25GHz的高功率微波器件的10倍以上。如果能在同一器件内实现L波段及Ku波段的高功率微波，则其他频段的高功率微波基本都可以在一个器件内辐射产生。。

发明内容

本发明的目的是利用同轴相对论返波振荡器的结构特点研究，将低频器件中同轴内导体作为高频段器件，利用可控双直径电子束使相对论返波振荡器可根据需要依次产生L，Ku波段单频高功率微波，或同时产生L，Ku波段双频高功率微波。本发明中的低频及高频器件可根据实际频率需求进行相应的设计，结构灵活多变，在高功率微波器件中可以很好的实现大跨波段双频可控高功率微波的产生。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大跨波段双频可控相对论返波振荡器,包括：绝缘端、与绝缘端连接的L波段相对论返波振荡器，

所述绝缘端内设置有阴极，所述阴极为双直径电子束发阴极，所述L波段相对论返波振荡器的腔体内设置有Ku波段相对论返波振荡器，L波段相对论返波振荡器与Ku波段相对论返波振荡器通过支撑圆环固定为一体，所述L波段相对论返波振荡器、Ku波段相对论返波振荡器、阴极设置在同一水平轴线上，所述L波段相对论返波振荡器的末端设置有双波段辐射天线介质窗，Ku波段相对论返波振荡器末端设置有辐射端，所述双波段辐射天线介质窗、绝缘端、阴极、L波段、Ku波段相对论返波振荡器构成真空腔。

在上述技术方案中，所述Ku波段相对论返波振荡器与L波段相对论返波振荡器通过支撑圆环处于等电位状态。

在上述技术方案中，所述支撑圆环设置有两个，两个支撑圆环的间距为四分之一L波段波长。

在上述技术方案中，所述Ku波段相对论返波振荡器的辐射端外部尺寸结构为模式转换器，内部尺寸结构为Ku波段器件辐射喇叭天线。

在上述技术方案中，所述模式转换器为L波段TEM模式至TM₀₁模式的模式转换器。

在上述技术方案中，所述双波段辐射天线介质窗的厚度为Ku波段与L波段的最小发射系数。

在上述技术方案中，所述双直径电子束发阴极其中一个阴极对应Ku波段相对论返波振荡器内的腔体，另一个阴极对应到Ku波段相对论返波振荡器与L波段相对论返波振荡器之间的空隙。

在上述技术方案中，所述双直径电子束发阴极中的两个阴极均为环形阴极管，所述环形阴极管发射的电子束为环形电子束。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明利用同轴相对论返波振荡器的结构特点研究，将低频器件中同轴内导体作为高频段器件，利用可控双直径电子束使相对论返波振荡器可根据需要依次产生L，Ku波段单频高功率微波，或同时产生L，Ku波段双频高功率微波。本发明中的低频及高频器件可根据实际频率需求进行相应的设计，结构灵活多变，在高功率微波器件中可以很好的实现大跨波段双频可控高功率微波的产生。