[发明专利]一种S，C波段双频可控高功率微波器件

说明书

本发明公开了一种S，C波段双频可控高功率微波器件，所述微波器件内具有同轴的内导体和四腔慢波结构，微波器件左端设置与四腔慢波结构内直径相同的圆环封闭结构；所述四腔慢波结构可轴向调节其在微波器件内的相对位置，其轴向总长度为170mm，内直径为76mm；调节四腔慢波结构最右端与内导体最左端轴向距离为240mm时，环形电子束在微波器件内传输，辐射产生S波段高功率微波；调节四腔慢波结构最右端与内导体最左端轴向距离为162.5mm时，环形电子束在微波器件内传输，辐射产生C波段高功率微波。采用本发明的一种S，C波段双频可控高功率微波器件，能够实现S及C波段可控高功率微波输出。

技术领域

本发明涉及一种S，C波段双频可控高功率微波器件，属于高功率微波技术领域。

背景技术

高功率微波一般是指峰值功率在100MW以上、工作频率为1～300GHz范围内的电磁波。随着高功率微波研究发展，对高功率微波源的系统总效率提出了越来越高的要求。

轴向O型高功率微波器件由于结构带来的电子束易引导及结构的多变组合，使得其一种应用比较广泛的高功率微波器件。目前轴向O型高功率微波器件辐射产生一般需要较长的慢波结构，来达到电子束与微波相速的同步。在现有高功率微波源中，高阻抗器件的束波转换效率较高，但一般需要较强的引导磁场，特别是当微波源运行在重复频率状态时，需要一个体积庞大的、高耗能的螺线管磁体系统。如果器件轴向尺寸尽量缩短，则可以数倍降低磁体系统体积、重量，并可大幅度降低磁场对电源的能量需求。因此，如何设计出紧凑型高功率微波源，一直是人们追求的目标之一。

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器件的多频输出，是对单频振荡器的拓展研究和集成创新应用，具有一定的应用前景。跨波段双频可控是该类器件中的一个典型代表，在器件结构可控调节下，实现器件微波双频可控辐射。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种S，C波段双频可控高功率微波器件，本发明能够实现S及C波段可控高功率微波输出。

本发明采用的技术方案如下：

一种S，C波段双频可控高功率微波器件，所述微波器件内具有同轴的内导体和四腔慢波结构，微波器件左端设置与四腔慢波结构内直径相同的圆环封闭结构；

所述四腔慢波结构可轴向调节其在微波器件内的相对位置，其轴向总长度为170mm，内直径为76mm；

所述四腔慢波结构沿电子束传播方向依次设置环形的第一腔体、第二腔体、第三腔体和第四腔体，所述第一腔体外直径为150mm，轴向长度为30mm；第二腔体外直径为130mm，轴向长度为30mm；第三腔体外直径为150mm，轴向长度为30mm；第四腔体外直径为152mm，轴向长度为30mm；第一腔体与第二腔体之间间隔为10mm；第二腔体与第三腔体之间间隔为30mm；第三腔体与第四腔体之间间隔为10mm；

所述内导体的直径为30mm，内导体最左端与圆环封闭结构的轴向间距为23mm；

调节四腔慢波结构最右端与内导体最左端轴向距离为240mm时，环形电子束在微波器件内传输，辐射产生S波段高功率微波；

调节四腔慢波结构最右端与内导体最左端轴向距离为162.5mm时，环形电子束在微波器件内传输，辐射产生C波段高功率微波；

电压380kV，电流6kA，内直径为60mm，外直径为70mm的环形电子束在0.5T的轴向磁场引导下在微波器件内传输，辐射产生S波段或C波段高功率微波。

在本发明中，圆波导外筒两端封闭，内部抽真空到毫帕量级，圆波导外筒内一端设置发射环形电子束的阴极。