[发明专利]一种平面角度对数曲折的带状慢波系统

说明书

本发明公开了一种平面角度对数曲折的带状慢波系统，通过平面角度对数曲折带状线慢波结构以及其配套使用脊波导输入输出端，从而解决现有的平面角度对数曲折线慢波结构中存在的由于输入输出端与曲折线之间的不连续性所引起的阻抗不匹配，从而导致慢波系统传输特性较差的问题；具体讲，通过在平面角度对数曲折带状线慢波结构和输入输出端中间添加渐变型阻抗匹配端的方式，实现了调节慢波结构的输入阻抗，大大降低了慢波结构与输入输出端相连接的不连续性，有效减小了电磁波由输入端传至慢波结构以及由慢波结构传至输出端时的反射，改善了慢波系统的传输特性。

技术领域

本发明属于微波电真空电子器件技术领域，更为具体地讲，涉及一种平面角度对数曲折的带状慢波系统。

背景技术

行波管作为应用最为广泛的一种微波功率放大器件，具有频带宽、功率大、增益高、效率高和寿命长等特点，在军用和民用领域均具有非常广泛的应用。行波管的性能通常会直接决定整机装备的整体性能。

目前常用的行波管种类有：螺旋线行波管、耦合腔行波管、折叠波导行波管等，但是，由于尺寸共度效应，慢波结构的尺寸会随着其工作频率的升高而减小，在工作频率较高的条件下，电子注通道的尺寸会被大大地压缩，要求更加严格的加工精度和装配精度。同时，对行波管电子枪的要求也相应提高，更小的阴极头和更大的电流发射密度，都会对电子枪的设计要求更高，使得电子枪更难设计。

使用基于径向角度对数曲折线所设计的带状线慢波结构的径向束行波管，相对于上述常用的行波管来说，具有电压低、体积小、工艺一致性好等特点。采用径向角度对数曲折带状线慢波结构的行波管对于推进行波管小型化具有至关重要的意义，它也将极大地扩展行波管的应用领域。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种平面角度对数曲折的带状慢波系统，通过平面角度对数曲折带状线慢波结构以及其配套使用脊波导输入输出端，来解决现有的平面角度对数曲折线慢波结构中存在的，由于输入输出端与曲折线之间的不连续性所引起的阻抗不匹配，从而导致慢波系统传输特性较差的问题。

为实现上述发明目的，本发明一种平面角度对数曲折的带状慢波系统，其特征在于，包括：连接输入、输出端的带状慢波结构；

所述的带状慢波结构包括平面角度对数曲折带状线、第一匹配端、第二匹配端和介质夹持杆；

其中，平面角度对数曲折带状线是以某一恒定角度截取平面对数螺旋线，并在交错位置处以交错对齐方式添加半圆弧，以半圆弧连接截取掉的线段而成；

第一匹配端是以平面对数螺旋线的中心为圆心，作4个同心圆，其半径由大到小排列依次为ra_1、ra_2、ra_3、ra_4，然后分别使用圆心角θ_1、θ_2、θ_3、θ_4依次在4个圆上截取四段圆弧，并在交错位置处以交错对齐方式添加半圆弧，以半圆弧连接截取掉的线段而成；

第二匹配端的获取方式为，以平面螺旋线的中心为圆心，作4个同心圆，其半径由小到大排列依次为rb_1、rb_2、rb_3、rb_4，然后分别使用圆心角θ_1、θ_2、θ_3、θ_4依次在4个圆上截取三段圆弧，并在交错位置处以交错对齐方式添加半圆弧，以半圆弧连接截取掉的线段而成；

介质夹持杆包括两根直四棱柱介质杆和四根直五棱柱介质杆；其中，以平面角度对数曲折带状线的径向中心线为参考，在平面角度对数曲折带状线两侧外侧处分别对称安装一根直四棱柱介质杆，用于支持平面角度对数曲折带状线；在第一匹配端和第二匹配端两侧外侧处分别对称安装一根直五棱柱介质杆，用于调节系统的阻抗；

所述的输入、输出端结构相同，均包括矩形波导、波导脊以及连接波导脊与匹配端的连接段；

其中，矩形波导采用Ka波段的标准矩形波导，置于波导脊与连接段的外围；