[发明专利]一种回旋行波管放大器耦合输入结构和设计方法

权利要求书

1.一种回旋行波管放大器耦合输入结构，其特征在于，包括：

一真空隔离窗具有矩形波导和真空隔离窗片；

一第一波导具有圆波导和垂直加载的矩形波导；

一匹配波导具有多个匹配圆波导；

在真空隔离窗的一端口与第一波导的一端口由第一法兰连接，第一波导的一端口与匹配波导的一端口由第二法兰连接。

2.根据权利要求1所述回旋行波管放大器耦合输入结构，其特征在于，所述真空隔离窗有第一矩形波导、第二矩形波导和真空隔离窗片组成，其中：第一矩形波导的一端口与第二矩形波导的一端口连接；真空隔离窗片位于第一矩形波导与第二矩形波导的连接处。

3.根据权利要求2所述回旋行波管放大器耦合输入结构，其特征在于，所述真空隔离窗片由一铜板与一介质圆片采用钎焊技术封接而成，其中：铜板与介质圆片具有相同的厚度，铜板中间的圆孔与介质圆片具有相同的尺寸大小，介质圆片采用蓝宝石材料。

4.根据权利要求1所述回旋行波管放大器耦合输入结构，其特征在于，所述第一波导的第三矩形波导的矩形截面与第一圆波导的圆截面相互垂直放置，第一圆波导的圆截面与第N圆波导的圆截面相互平行放置。

5.根据权利要求1所述回旋行波管放大器耦合输入结构，其特征在于，所述匹配波导的第一匹配圆波导的圆截面与第N匹配圆波导的圆截面相互平行放置。

6.一种回旋行波放大器耦合输入结构的设计方法，其特征在于：

步骤1：根据工作频带的范围，利用真空隔离窗的谐振特性，将耦合输入结构在两个频点上进行匹配；

步骤2：调整真空隔离窗片的厚度和介质圆片的尺寸大小，使真空隔离窗的谐振频率落在工作频带内，将真空隔离窗的谐振频率设定为第一参考频率；

步骤3：调整第一波导与匹配波导的传输特性，使得第一波导与匹配波导在第一参考频率上的驻波比大小相同或者相近；且调整过程中保证第一波导的第一圆波导与匹配波导的第N匹配圆波导的半径相等；

步骤4：将步骤3所得到第一波导与匹配波导在第一参考频率上进行匹配；即是将第一圆波导与第N匹配波导通过第二法兰级联起来，由此构成前级组合波导；在级联过程中需要精确地调整第N匹配圆波导的长度，使得第一波导与匹配波导在第一参考频率上匹配，即前级组合波导在第一参考频率上得到的驻波比最小；

步骤5：对比真空隔离窗与前级组合波导的传输特性，找到一个新的频率，在该频率上真空隔离窗与前级组合波导具有相同的驻波比，将该频率设定为第二参考频率；

步骤6：将真空隔离窗的第二矩形波导与前级组合波导的第三矩形波导通过第一法兰连接起来，得到回旋行波管放大器耦合输入结构。

7.根据权利要求6所述回旋行波放大器耦合输入结构的设计方法，其特征在于：第二矩形波导与第三矩形波导具有相同的横截面尺寸，在级联的过程中精确地调整第三矩形波导或者第二矩形波导的长度，使得真空隔离窗与前级组合波导在第二参考频率上进行匹配，得到耦合输入结构所对应的传输性能。

8.根据权利要求6所述回旋行波放大器耦合输入结构的设计方法，其特征在于：该耦合输入结构在第一参考频点和第二参考频点上都有驻波比极小值点，在两个参考频率之间有很宽的低驻波比频带，使得工作频带的相对带宽达到10％以上。