[发明专利]基于脊圆波导耦合结构锁频锁相的轴向级联相对论磁控管

权利要求书

1.一种基于脊圆波导耦合结构实现的级联锁相相对论磁控管，包括若干个高频系统；所述高频系统均为同腔结构或均为异腔结构；

所述高频系统，均包括阴极、阳极、耦合缝隙；

所述阳极，包括圆筒形的阳极外壳、设置于阳极外壳内沿圆周均匀分布的若干扇形阳极叶片，且各高频系统中的扇形阳极叶片数量相同；相邻两扇形阳极叶片之间的扇形腔为谐振腔；

所述阴极，包括阴极电子发射结构、阴极连接杆、阴极端帽；所述阴极电子发射结构设置于阳极外壳内部腔体的中心位置，且与阳极外壳同轴；所述阴极端帽包括两个对称设置于阴极电子发射结构两端的圆柱形端帽；所述阴极电子发射结构与阴极端帽之间通过阴极连接杆连接固定；

所述耦合缝隙设置于阳极外壳上，用于将谐振腔中的能量径向耦合输出；

其特征在于，相邻两高频系统之间通过脊圆波导耦合结构轴向级联；

所述脊圆波导耦合结构，包括耦合段外壳、阴极过渡连接杆、阳极叶片过渡结构、谐振腔过渡结构；

所述耦合段外壳与相邻两高频系统的阳极外壳相连，使内部腔体封闭；相邻两高频系统的阴极端帽通过阴极过渡连接杆相连；

所述阳极叶片过渡结构，包括叶片均匀过渡段、以及对称设置于其两端的叶片渐变段；所述叶片渐变段用于使扇形阳极叶片与叶片均匀过渡段线性过渡连接；所述扇形阳极叶片、叶片均匀过渡段和叶片线性渐变段的横向截面均为扇形，且对应的圆心角相同；所述叶片均匀过渡段的内半径大于扇形阳极叶片的内半径；

所述谐振腔过渡结构，包括扇形腔均匀过渡段、以及对称设置于其两端的扇形腔渐变段；所述扇形腔渐变段用于使谐振腔与扇形腔均匀过渡段线性过渡连接；所述谐振腔、扇形腔均匀过渡段和扇形腔渐变段的横向截面均为扇形，且对应的圆心角相同；所述扇形腔均匀过渡段的外半径大于其两端连通的谐振腔的外半径。

2.如权利要求1所述的一种基于脊圆波导耦合结构实现的级联锁相相对论磁控管，其特征在于，位于两个高频系统之间的阴极端帽，伸入脊圆波导耦合结构的腔体内。

3.如权利要求2所述的一种基于脊圆波导耦合结构实现的级联锁相相对论磁控管，其特征在于，所述脊圆波导耦合结构的轴向长度d_a为0.5~4倍工作波长。

4.如权利要求3所述的一种基于脊圆波导耦合结构实现的级联锁相相对论磁控管，其特征在于，所述叶片均匀过渡段的轴向长度d_ti为0.4 d_a ~ 0.8 d_a，所述扇形腔均匀过渡段的轴向长度为0.4 d_a~ 0.8 d_a。

5.如权利要求3或4所述的一种基于脊圆波导耦合结构实现的级联锁相相对论磁控管，其特征在于，所述扇形阳极叶片的内半径R_a与所述叶片均匀过渡段的内半径R_ti的差值为0.1Ra ~ R_a。

6.如权利要求3或4所述的一种基于脊圆波导耦合结构实现的级联锁相相对论磁控管，其特征在于，所述谐振腔的外半径R_v与其连通的所述扇形腔均匀过渡段的外半径的差值为0.1R_v ~ R_v。

7.如权利要求3或4所述的一种基于脊圆波导耦合结构实现的级联锁相相对论磁控管，其特征在于，所述阴极端帽为圆柱体结构。