[发明专利]一种束流调控的高效率低磁场相对论返波管

权利要求书

1.一种束流调控的高效率低磁场相对论返波管，包括环形阴极(1)、返波管管体、输出波导(7)及磁场线圈(8)；

所述环形阴极(1)位于返波管管体前侧，用于在高压脉冲作用下向返波管管体内发射环形相对论电子束(2)；

所述返波管管体的内壁从前至后依次设有预调制段(3)、慢波结构(5)和提取腔(6)；

所述预调制段(3)上设有预调制腔，用于对环形相对论电子束(2)进行预调制；

所述慢波结构(5)用于降低电磁波或空间谐波相速度，使之能够与电子束实现同步并发生相互作用；

所述提取腔(6)用于引入集中的强轴向电场；

所述输出波导(7)位于提取腔(6)后侧，用于传输微波至发射系统；

所述磁场线圈(8)安装在环形阴极(1)、返波管管体及输出波导(7)的外围，用于为所述环形相对论电子束(2)提供导引磁场；

其特征在于：

还包括束流调控结构(4)；

所述束流调控结构(4)为沿返波管管体内壁周向设置的环形突起，位于预调制段(3)后侧，慢波结构(5)第一个腔体的前侧；所述束流调控结构(4)用于吸收原本将处于加速相位的电子，调控返波管管体内的轴向电流。

2.根据权利要求1所述的束流调控的高效率低磁场相对论返波管，其特征在于：所述束流调控结构(4)的内径r_a需满足条件r₃＞r₂＞r_a＞r₁，其中r₁为预调制段(3)中环形相对论电子束(2)的最小半径，r₂为预调制段(3)中环形相对论电子束(2)的最大半径，r₃为预调制段(3)的最小半径。

3.根据权利要求2所述的束流调控的高效率低磁场相对论返波管，其特征在于，r_a的取值确保：通过束流调控结构(4)的环形相对论电子束(2)的总能量和通过束流调控结构(4)的环形相对论电子束将能量转换给微波的效率乘积最大。

4.根据权利要求1-3任一所述的束流调控的高效率低磁场相对论返波管，其特征在于：定义束流调控结构(4)靠近预调制段(3)的端面为第一端面(41)，靠近慢波结构(5)的端面为第二端面(42)；

所述第一端面(41)为平面或斜面；所述第二端面(42)为锥面，锥面顶点位于返波管管体的中心轴线上。

5.根据权利要求4所述的束流调控的高效率低磁场相对论返波管，其特征在于：所述第二端面(42)与慢波结构(5)第一个腔体侧壁共面。

6.根据权利要求5所述的束流调控的高效率低磁场相对论返波管，其特征在于：所述束流调控结构(4)外周与预调制段(3)后侧及慢波结构(5)第一个腔体连为一体。

7.根据权利要求4所述的束流调控的高效率低磁场相对论返波管，其特征在于：所述慢波结构(5)为双段非均匀慢波结构(5)。

8.根据权利要求7所述的束流调控的高效率低磁场相对论返波管，其特征在于：所述预调制段(3)上开设的预调制腔为双预调制腔。