[发明专利]一种基于超材料的慢波结构

摘要

本发明公开了一种基于超材料的慢波结构，通过在矩形波导的腔体中间纵向插入一段周期性互补开口谐振环结构，这种互补开口环谐振结构一半部分产生的电流密度方向与对称的另一半部分相反，从而产生的感应磁场相互抵消，减少磁场响应，在开口缝隙处即两半部分的横向枝节间有较强的电场共振响应，表现出负的介电常数ε和负的磁导率μ的超材料电磁特性，并在该周期性互补开口谐振环结构的上表面和下表面会形成纵向的谐振场强，有利于带状电子注的带电粒子和电磁波的相互作用。与传统的慢波结构相比，本发明拥有更高的耦合阻抗，可得到较高的功率输出和互作用效率即电子效率。

主权项

一种基于超材料的慢波结构，包括：一矩形波导；其特征在于，还包括：一段周期性互补开口谐振环结构；每个互补开口环谐振结构的外围是一个金属矩形框，在金属矩形框的一条长边中点位置向内侧延伸一段金属条，金属条的终端分别向金属矩形框的两条窄边方向再延伸，形成一段长度的横向枝节；同样，在金属矩形框的另外一条长边中心位置向内侧再对称形成一段金属条和横向枝节；多个互补开口环谐振结构的金属矩形框置于矩形波导两个长边之间上下中间位置，水平纵向即沿矩形波导传输方向依次插入矩形波导的腔体中，每个互补开口环谐振结构的长边纵向对齐，且与矩形波导长边方向一致，这样形成所述的一段周期性互补开口谐振环结构；周期性互补开口谐振环结构的上下表面与矩形波导的上下长边形成电子通道，带状电子注从周期性互补开口谐振环结构的上表面、下表面或者上下表面通过，并与周期性互补开口谐振环结构上传输的电磁波进行能量交换。