[发明专利]梯形结构的Ka波段同轴渡越时间振荡器

权利要求书

1.一种梯形结构的Ka波段同轴渡越时间振荡器，其特征在于梯形结构的Ka波段同轴渡越时间振荡器由外导体(1)、内导体(2)、阴极(3)组成，整个结构关于中心轴线oo’旋转对称；Ka波段同轴渡越时间振荡器一端连接脉冲功率源，另一端连接辐射系统；定义连接脉冲功率源的一端为梯形结构的Ka波段同轴渡越时间振荡器的左端，连接辐射系统的一端为梯形结构的Ka波段同轴渡越时间振荡器的右端；阴极(3)的左端连接脉冲功率源的内导体，阴极(3)右端悬空，阴极(3)右端距离内导体(2)的距离为l₈；内导体(2)同轴嵌套于外导体(1)内；内导体(2)左端靠近阴极(3)右端，内导体(2)右端连接辐射系统；

阴极(3)为圆环结构，阴极(3)的外半径r₁₂等于脉冲功率源内导体半径，阴极(3)的厚度为t₁，等于外半径r₁₂与内半径r₁的差值，且内半径r₁和外半径r₁₂均介于内导体(2)外半径r₃和外导体(1)内半径r₄之间，满足r₃r₁r₁₂r₄，且阴极(3)的轴向长度为l₂；

内导体(2)是一段外侧面刻有凹槽的圆柱体，外半径为r₃，从内导体(2)左端至右端分别刻有1个内矩形凹槽(2-1)、7个内梯形凹槽(2-2)～(2-8)，第七内梯形凹槽(2-8)右侧为一段矩形突起(2-9)，突起顶端的径向半径为r₁₁；内矩形凹槽(2-1)距内导体(2)左端距离为l₃，宽度为l₄，内矩形凹槽(2-1)的槽底处径向半径为r₅；距离内矩形凹槽(2-1)右侧l₅处为4个外宽内窄的内梯形凹槽(2-2)～(2-5)，这4个内梯形凹槽的尺寸完全相同；第一内梯形凹槽(2-2)的斜边在中心轴线oo’上投影长度为p₁，平顶宽度为p₂，槽底处的径向半径为r₈；内梯形凹槽(2-2)～(2-5)中的相邻两个内梯形凹槽之间距离为p₃；距离第四内梯形凹槽(2-5)右端l₆处也为3个外宽内窄内梯形凹槽(2-6)～(2-8)，这3个内梯形凹槽的尺寸完全相同，第五内梯形凹槽(2-6)的斜边在中心轴线oo’上投影长度为p₄，平顶宽度为p₅，第五内梯形凹槽(2-6)、第六内梯形凹槽(2-7)、第七内梯形凹槽(2-8)中，相邻内梯形凹槽之间距离为p₆，第五内梯形凹槽(2-6)的槽底处的径向半径为r₉；第七内梯形凹槽(2-8)右侧为矩形突起(2-9)，矩形突起(2-9)径向半径为r₁₁，轴向长度为l₇；

外导体(1)为内侧壁刻有凹槽和斜面的圆筒，外导体(1)内侧壁槽的位置与内导体(2)外侧壁槽一一对应，外矩形凹槽(1-1)、6个上宽下窄的外梯形凹槽(1-2)～(1-7)分别与内矩形凹槽(2-1)、第一内梯形凹槽(2-2)～第六内梯形凹槽(2-7)对应，外导体(1)内壁斜面(1-8)与内导体(2)第七内梯形凹槽(2-8)对应；外导体的外半径为r₁₃，r₁₃等于脉冲功率源的外导体的外半径；自外导体(1)左端沿中心轴线oo’向右延伸l₉为外导体(1)的左半部分，其余部分为外导体(1)的右半部分；外导体(1)的左半部分的内半径为r₂，外导体(1)的右半部分的内半径为r₄，且r₂r₄；外导体(1)的左半部分为内侧壁光滑的圆筒，阴极(3)同轴嵌于外导体(1)的左半部分且阴极(3)的左端面与外导体(1)的左端面平齐，外导体(1)壁厚t₂为r₂和r₁₃的差值；外导体(1)的右半部分的内侧壁从左至右刻有1个外矩形凹槽(1-1)、6个上宽下窄的外梯形凹槽(1-2)～(1-7)，在第六外梯形凹槽(1-7)右侧p₆处为1个从外导体(1)内壁向外壁从左向右斜切的斜面(1-8)；外矩形凹槽(1-1)与外导体(1)右半部分左端的距离为l₃，宽度等于l₄，外矩形凹槽(1-1)的槽底处半径为r₆；外矩形凹槽(1-1)右侧l₅处为4个完全相同的外梯形凹槽(1-2)～(1-5)，第一外梯形凹槽(1-2)的斜边在中心轴线oo’上投影长度等于p₁，平顶宽度等于p₂，第一外梯形凹槽(1-2)的槽底处的径向半径为r₇；外梯形凹槽(1-2)～(1-5)中相邻外梯形凹槽之间距离等于p₃；第四外梯形凹槽(1-5)右侧l₆处为2个完全相同的第五外梯形凹槽(1-6)、第六外梯形凹槽(1-7)，第五外梯形凹槽(1-6)的斜边在中心轴线oo’上投影长度等于p₄，平顶宽度等于p₅，第五外梯形凹槽(1-6)、第六外梯形凹槽(1-7)之间距离等于p₆，第五外梯形凹槽(1-6)、第六外梯形凹槽(1-7)的槽底处半径为r₁₀；第六外梯形凹槽(1-7)右侧p₆处为斜面(1-8)，斜面(1-8)在中心轴线oo’上投影长度等于p₁；斜面(1-8)的右侧外导体(1)的内半径等于r₁₀；

外导体矩形凹槽(1-1)和内导体矩形凹槽(2-1)相对的空间组成反射器，反射器防止群聚腔中的微波向阴极(3)区域泄露；外导体(1)的第一外梯形凹槽(1-2)～第四外梯形凹槽(1-5)和内导体(2)的第一内梯形凹槽(2-2)～第四内梯形凹槽(2-5)相对组成群聚腔；外导体(1)的第五外梯形凹槽(1-6)、第六外梯形凹槽(1-7)和斜面(1-8)与内导体(2)的第五内梯形凹槽(2-6)、第六内梯形凹槽(2-7)、第七内梯形凹槽(2-8)相对组成了提取腔；群聚腔用于对阴极(3)发射的电子束进行密度调制和速度调制，最终将群聚腔内本征微波的能量交给电子束，提取腔用于与被群聚腔调制后的电子束相互作用，最终将电子束的能量传递给提取腔中的本征微波并沿梯形结构的Ka波段同轴渡越时间振荡器的右端的微波输出口传输出去。