[实用新型]一种双波段相对论速调管放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是微波电子学器件领域，尤其是一种双波段相对论速调管放大器。

背景技术

随着高功率微波的发展，能够产生两个频率的高功率微波源成为高功率微波技术的一个新的发展方向，在国内外都有相关的报道。国内外研制的双波段微波源是相对论返波振荡器和磁绝缘线振荡器，如俄罗斯科学院应用物理研究所的Ginzburg N S等人于2003研制的双频相对论返波振荡器模拟得到功率1MW、效率10％、频率分别为8.8GHz和10.3GHz的双频微波输出(The 4th IEEE International Conference on Vacuum Electronics.2003:181～182.)；国内中国工程物理研究院研制的双频磁绝缘线振荡器，在电子束电压为530kv，电流为45.5kA的条件下，模拟得到了稳定的双频微波输出，其微波频率分别为1.28GHz和1.50GHz，周期平均功率约为2.65GW，功率效率约为11％(强激光与粒子束,2007,19(10):1702～1708)。

由于相对论速调管放大器(简称RKA)具有高功率、高效率、输出微波相位和幅度稳定的优点，是一种重要的高功率微波源，已经广泛应用于通信、雷达、导航、直线加速器等领域。但常规相对论速调管放大器采用单间隙高频腔结构且腔体尺寸不能机械调谐，通常只能单波段工作，限制了RKA的应用范围。而对于双波段RKA的研究，国内外未见相关报道。因此，为了提高RKA的工作性能和拓展其应用范围，需要设计双波段工作的RKA，以促进高功率微波源的实用化。

在传统RKA输入腔中，为了保证输入腔中电场的角向均匀性和信号功率匹配注入输入腔，常采用工作于模式的单间隙重入鼻锥同轴输入腔，导致不通过调节腔体结构尺寸时输入腔只能工作于一个频点。

传统RKA常采用一个或两个中间腔，中间腔的增加容易产生自激振荡。为了得到较高的调制电流强度，通常中间腔的谐振频率都稍高于工作频率且谐振于同一个波段，其束流的基波分量一般达到85％以上，经过传统中间腔后的调制束流其基波分量互波转换效率较高，而调制束流的二倍频分量约40％，因此二倍频分量的互波转换效率低。

在传统RKA中，为了保证输出微波功率高、频谱单一，常采用固定尺寸的单间隙重入鼻锥输出腔，导致输出腔只能工作于一个波段。

实用新型内容

本实用新型的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种双波段相对论速调管放大器的技术方案，该方案采用同轴信号馈入结构的多间隙输入腔，采用两个分别谐振于低、高波段的中间腔，在输出腔采用距离可调节的输出过渡段，使输入腔能够工作于两个频点，使束流在需要的输出微波频点得到较高调制，使输出腔能工作于两个波段输出微波的频点。

本方案是通过如下技术措施来实现的：

一种双波段相对论速调管放大器，包括有漂移管、输入腔、第一中间腔、第二中间腔和输出腔；输入腔设置在漂移管靠近阴极的侧壁上；输出腔设置在漂移管远离阴极的一端；第一中间腔设置在输出腔和输入腔之间的漂移管侧壁上；第二中间腔设置在第一中间腔和输出腔之间的漂移管侧壁上。

作为本方案的优选：输入腔的信号输入端设置有输入同轴线外导体和输入同轴线内导体；输入腔内部设置有两个输入腔隔环。

作为本方案的优选：第一中间腔靠近输入腔端设置有中间腔鼻锥。

作为本方案的优选：第二中间腔内设置有两个中间腔隔环。

作为本方案的优选：输出腔包括有支撑杆、输出同轴线外导体、输出同轴线内导体和收集极；输出同轴线外导体设置在输出腔的内壁上；输出同轴线内导体设置在输出腔内部并通过支撑杆与输出同轴线外导体连接；输出同轴线内导体靠第二中间腔的一端与收集极连接；输出同轴线内导体远离第二中间腔的一端与负载连接。

作为本方案的优选：输出同轴线内导体的外壁上设置有输出过渡段。

作为本方案的优选：收集极上设置有输出腔鼻锥。

作为本方案的优选：输出过渡段与输出腔鼻锥之间的轴向距离能够调节。