[实用新型]一种同轴TM10,1,0模耦合腔链

说明书

本实用新型公开了一种同轴TM10,1,0模耦合腔链，包括多个设置耦合连接的TM10,1,0模同轴谐振腔、设置在TM10,1,0模同轴谐振腔轴向的电场极大值处的径向位置处的漂移管，相邻TM10,1,0模同轴谐振腔通过设置在公共腔壁的耦合槽进行耦合，TM10,1,0模同轴谐振腔的外半径与内半径根据预设的TM10,1,0模同轴谐振腔的频率设置。所述同轴TM10,1,0模耦合腔链，通过将多个TM10,1,0模同轴谐振腔通过耦合槽进行耦合，由于工作在高次模，横向尺寸可以设计的更大，且可以放置更多的漂移管，容纳更多的电子注，相邻漂移管的间隔比较大，可采用阴极面积较大的电子枪，从而在不影响器件的稳定性和寿命的前提下提高效率和功率，使得器件在THz波段有良好的性能。

技术领域

本实用新型涉及耦合腔技术领域，特别是涉及一种同轴TM10,1,0模耦合腔链。

背景技术

耦合腔链是扩展互作用器件(扩展互作用速调管，扩展互作用振荡器)和耦合腔行波管的核心部件。耦合腔链由一系列谐振腔、耦合槽和漂移管组成。腔与腔之间通过设置在相邻壁上的耦合槽缝相互耦合，电子注从漂移管通过，电磁波通过腔壁耦合槽缝传输。由于漂移管处于截止状态，电磁场基本上集中在间隙内，所以电子注与耦合腔链的相互作用也是基本上集中在间隙内。

扩展互作用器件在毫米波段具有较高的效率和功率，但是当频率提高到太赫兹(THz)波段，随着频率上升，器件内部结构的尺寸将逐渐缩小，注波互作用距离的缩短和强电场击穿阈值限制了注波换能效率和输出功率水平的提高，同时也使其制造工艺难度大增。为了跨越电子学“缩尺效应”的障碍，使扩展互作用器件在THz波段有较高的效率和功率，必须设计合适的耦合腔链结构。

目前的耦合腔链一般工作在基模，谐振腔结构一般为圆柱形谐振腔或矩形谐振腔，电子注集中在腔体中心，随着工作频率的提高到太赫兹(THz)波段，耦合腔链的横向尺寸和互作用间隙逐渐缩小，漂移管的直径也随之变得十分细小，过于细小的漂移管会影响电子注的通过率，从而严重影响器件的效率和功率。在保证漂移管直径大小合理的情况下，只能加大电子枪的阴极电流来提高输出功率，这样又导致电子注的导流系数和电子枪的阴极负载较高，也严重影响了注波换能效率和器件的寿命，而且电子枪的阴极电流受到电子枪性能的限制，并不能无限制地增大。总的来说，当前的基模耦合腔链在THz频段存在横向尺寸小，注波换能效率低，功率小的缺点。

实用新型内容

本实用新型提出了一种同轴TM10,1,0模耦合腔链，将扩展互作用器件和耦合腔行波管的工作频率从毫米波段拓展至THz波段有效提高器件的效率和功率。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种同轴TM10,1,0模耦合腔链，包括多个设置耦合连接的TM10,1,0模同轴谐振腔、设置在所述TM10,1,0模同轴谐振腔轴向的电场极大值处的径向位置处的漂移管，相邻所述TM10,1,0模同轴谐振腔通过设置在公共腔壁的耦合槽进行耦合，所述TM10,1,0模同轴谐振腔的外半径与内半径根据预设的所述TM10,1,0模同轴谐振腔的频率设置。

其中，所述TM10,1,0模同轴谐振腔的数量为4～8。

其中，所述漂移管的半径小于所述TM10,1,0模同轴谐振腔的预设频率的电磁波截止时的半径。

其中，所述TM10,1,0模同轴谐振腔为非重入式结构谐振腔或重入式结构耦合腔。

其中，相邻所述TM10,1,0模同轴谐振腔之间的间隔长度相等。

其中，所述漂移管的数量为10个。

其中，在所述TM10,1,0模同轴谐振腔的腔体横截面10根所述漂移管均匀分布。

其中，相邻所述TM10,1,0模同轴谐振腔之间的耦合为双槽交叉耦合、单槽交叉耦合、双槽直列耦合、双槽内外交错耦合、多耦合槽交错耦合、多耦合槽内外交错耦合中的任意一种。