[发明专利]一种用于行波管的矩形螺旋线慢波结构

说明书

本发明提供一种用于行波管的自由矩形螺旋线慢波结构，包括金属管，所述金属管内壁上固定连接夹持杆，所述夹持杆另一端固定连接螺旋线，所述螺旋线由多个不闭合的矩形线圈构成，多个所述矩形线圈之间通过连接杆垂直连接。本发明结构设计合理，使用方便，通过将行波管中的慢波结构从传统的圆形螺旋线改成矩形螺旋线，增大夹持杆与螺旋线和金属管的接触面积，减少了接触面的空隙，降低热阻，从而增大螺旋线慢波结构的散热能力；由于散热能力增加以及在金属管外壁上设置多个紧固贴片，防止慢波结构发生形变，影响行波管的稳定性；采用垂直连接的矩形线圈构成螺旋线，容易加工，提高工作效率的同时，增加了慢波结构的带宽。

技术领域

本发明主要涉及电力装备技术领域，特别涉及一种用于行波管的矩形螺旋线慢波结构。

背景技术

行波管是靠连续调制电子注的速度来实现放大功能的微波电子管。在行波管中，电子注同慢波电路中行进的微波场发生相互作用，在长达6～40个波长的慢波电路中电子注连续不断地把动能交给微波信号场，从而使信号得到放大。行波管让电子穿过一个长慢波结构。由于作用时间长，增益很高，同时没有谐振腔，工作带宽大大增加。行波管(TWT)的功用在于将微波讯号放大；待放大的微波信号经输入能量耦合器进入慢波电路、并沿慢波电路行进；电子与行进的微波场进行能量交换、使微波信号得到放大。

螺旋线行波管的慢波结构是行波管的核心，它直接决定了行波管的输出功率和稳定性。常见的螺旋线慢波结构由金属管、螺旋线和夹持杆构成。物体导热热阻的表达式为dR＝dσ/(λA)，其中dσ为导热路径，λ为热导率，A为导热面积，由公式可以看出，在其他变量一致时，导热面积越大，热阻越小，散热效果越好。而实现慢波结构高效率输出的关键是能否成功的设计和制造出良好的导热界面，螺旋线与夹持杆以及夹持杆与金属管之间的界面是限制行波管散热能力的关键。

而螺旋线与夹持杆以及夹持杆与金属管之间大部分为硬连接，由于金属管和螺旋线的横截面均为圆形，故夹持杆与金属管和螺旋线在连接时会产生空隙，加上接触面积比较小，使其连接界面的热阻较大，接触处的热阻对热量传导的阻碍作用最大，使螺旋线的热量难以传导出去。

发明内容

本发明提供一种用于行波管的矩形螺旋线慢波结构，用以解决上述北京技术中剔除的慢波结构热阻过大，散热效果差的的技术问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种用于行波管的矩形螺旋线慢波结构，包括金属管，所述金属管内壁固定连接夹持杆，所述夹持杆另一端固定连接螺旋线，所述螺旋线由多个不闭合的矩形线圈构成，多个所述矩形线圈之间通过连接杆垂直连接；所述金属管内外壁之间为真空腔体，所述真空腔体内设散热机构。

优选的，所述夹持杆共设四根，且四根所述夹持杆分别固定连接在螺旋线的四个面上。

优选的，所述夹持杆与所述螺旋线的接触面积大于所述夹持杆与所述金属管内壁的接触面积，即所述夹持杆为“T”字形。

优选的，所述螺旋线内部设有电子束通道，且所述电子束通道可通过1-3条电子束。

优选的，所述散热机构包含多根热管，多根所述热管内部为真空状态，且其由蒸发段、绝热段、散热段和内部的液体构成，所述散热段上设有吸液芯。

优选的，三根所述热管为一组，多组所述热管均匀分布在所述真空腔体的四个侧面上，所述蒸发段设置在所述夹持杆与所述金属管的连接处，所述散热段固定连接所述金属管。

优选的，所述金属管和所述电子束通道的横截面均为矩形，且所述金属管外壁上设有多个紧固贴片。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)本发明结构设计合理，使用方便，通过将行波管中的慢波结构从传统的圆形螺旋线改成矩形螺旋线，增大夹持杆与螺旋线和金属管的接触面积，减少了接触面的空隙，降低热阻，从而增大螺旋线慢波结构的散热能力；