[发明专利]一种C，X波段双频可控紧凑型高功率微波器件

说明书

本发明公开了一种C，X波段双频可控紧凑型高功率微波器件，包括依次设置包含同轴内导体的非周期性C波段慢波结构和X波段慢波结构，所述C波段慢波结构和X波段慢波结构之间设置可轴向移动的金属圆波导，控制金属圆波导的轴向位置可定向掩盖C波段慢波结构或X波段慢波结构的部分腔体；所述C波段慢波结构轴向总长度与C波段辐射波长的比值为1.6，X波段慢波结构轴向总长度与X波段辐射波长的比值为1.97，所述微波器件的内直径为76mm；电压380kV，电流6kA，内直径为60mm，外直径为70mm的环形电子束在0.63T的磁场引导下在微波器件内传输，可控辐射产生4GHz或8GHz的高功率微波。采用本发明的一种C，X波段双频可控紧凑型高功率微波器件，可控制辐射产生4GHz或8GHz的高功率微波。

技术领域

本发明涉及一种C，X波段双频可控紧凑型高功率微波器件，属于高功率微波器件技术领域。

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的辐射性能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C，X波段双频可控紧凑型高功率微波器件，本发明可控制辐射产生4GHz或8GHz的高功率微波。

本发明采用的技术方案如下：

一种C，X波段双频可控紧凑型高功率微波器件，包括依次设置包含同轴内导体的非周期性C波段慢波结构和X波段慢波结构，所述C波段慢波结构和X波段慢波结构之间设置可轴向移动的金属圆波导，控制金属圆波导的轴向位置可定向掩盖C波段慢波结构或X波段慢波结构的部分腔体；

所述C波段慢波结构轴向总长度与C波段辐射波长的比值为1.6，X波段慢波结构轴向总长度与X波段辐射波长的比值为1.97，所述微波器件的内直径为76mm；

电压380kV，电流6kA，内直径为60mm，外直径为70mm的环形电子束在0.63T的磁场引导下在微波器件内传输，可控辐射产生4GHz或8GHz的高功率微波。

在本发明中，金属圆波导的轴向长度大于C波段慢波结构和X波段慢波结构中与其相邻腔体的轴向长度，通过控制金属圆波导的轴向位置定向掩盖X波段慢波结构或C波段慢波结构中的部分结构，但不掩盖C波段慢波结构或X波段慢波结构，从而使X波段慢波结构或C波段慢波结构失去产生高功率微波的功能；通过控制金属圆波导的轴向位置，可控产生C波段或者X波段的高功率微波。

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。

作为优选，所述磁场为轴向引导磁场。