[发明专利]一种基于平面印制板工艺的三维慢波结构

说明书

本发明公开了一种基于平面印制板工艺的三维慢波结构，属于物理电子学技术领域。该结构包括上下平行相对的平面印制板Ⅰ和平面印制板Ⅱ，所述平面印制板Ⅰ印制有金属微带线Ⅰ，所述平面印制板Ⅱ印制有金属微带线Ⅱ，所述金属微带线Ⅰ和金属微带线Ⅱ通过连接件相互连接，在同一平面的投影构成曲折线慢波结构。本发明所示结构使得电磁场分布具有沿轴向的对称性，有效增强了耦合阻抗，降低了线路损耗，增大了工作带宽；其制作可利用现有平面印制技术进行加工，工艺简单。

技术领域

本发明涉及一种微波慢波结构，尤其是一种基于平面印制板工艺的三维慢波结构，属于物理电子学技术领域。

背景技术

慢波结构主要用在行波放大器、粒子加速器以及在电磁波与较低速度的波（如声波、静磁波等）相互作用的器件中，其作用在于使得互作用在较长距离与较长时间内持续进行。在该系统中，电磁波相速低于空间光速，使运动荷电子粒或低速波的能量有效地转换成电磁波的能量。

螺旋线、耦合腔等结构是常用的慢波结构。这些结构在三维空间构成周期结构，具有很好的慢波性能。但由于这些结构均利用传统机械工艺加工，很难降低尺寸，使得慢波频率难以提高。

小型化、平面型行波管是减小行波管的制造成本、缩减体积和突破频率上限的主要途径。平面行波管器件是将U型曲折线慢波结构1加载在介质基板2上进行波注互作用。但是介质基板2的使用降低了慢波结构的耦合阻抗与工作带宽，并加大了损耗，从而使得平面结构的放大效果较差。同时，单面平面慢波结构，使得电磁场分布不具有对称性，降低了波注互作用效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以利用平面印制板工艺进行加工的三维慢波结构，可提高其耦合阻抗，减少线路损耗，增强耦合效率，提高输出功率。

本发明具体采用以下技术方案：

本发明提供了一种基于平面印制板工艺的三维慢波结构，该结构包括上下平行相对的平面印制板Ⅰ和平面印制板Ⅱ，所述平面印制板Ⅰ印制有金属微带线Ⅰ，所述平面印制板Ⅱ印制有金属微带线Ⅱ，还包括平面印制板Ⅲ和平面印制板Ⅳ，所述平面印制板Ⅰ和平面印制板Ⅱ的印制图形的上下两侧分别设置上卡槽和下卡槽，所述上卡槽的宽度为平面印制板Ⅲ的厚度，所述下卡槽的宽度为平面印制板Ⅳ的厚度，所述平面印制板Ⅲ和平面印制板Ⅳ分别通过上卡槽和下卡槽与平面印制板Ⅰ和平面印制板Ⅱ固连；所述连接件为分别印制在平面印制板Ⅲ的金属微带线Ⅲ、平面印制板Ⅳ的金属微带线Ⅳ。所述金属微带线Ⅰ和金属微带线Ⅱ通过连接件相互连接，在同一平面的投影构成曲折线慢波结构。

可选地，所述金属微带线Ⅰ的印制图形呈反“Z”状图案且在横向重复排列，所述金属微带线Ⅱ的印制图形呈直线状且在横向重复排列。

可选地，所述金属微带线Ⅰ的印制图形呈倾斜的直线状且在横向重复排列，所述金属微带线Ⅱ的印制图形呈反向倾斜的直线状且在横向重复排列。

可选地，所述金属微带线Ⅲ呈包括但不限于直线状。

可选地，所述金属微带线Ⅳ呈包括但不限于直线状。

可选地，所述上卡槽至平面印制板Ⅰ和平面印制板Ⅱ的印制图形的距离相等，为金属微带线Ⅲ的厚度，下卡槽至平面印制板Ⅰ和平面印制板Ⅱ的印制图形的距离相等，为金属微带线Ⅳ的厚度。

本发明还提供了一种基于平面印制板工艺的三维慢波结构，该结构包括上下平行相对的平面印制板Ⅰ和平面印制板Ⅱ，所述平面印制板Ⅰ印制有金属微带线Ⅰ，所述平面印制板Ⅱ印制有金属微带线Ⅱ。还包括接头Ⅰ和接头Ⅱ，所述接头Ⅰ设置在金属微带线Ⅰ的两端，所述接头Ⅱ设置在金属微带线Ⅱ的两端；所述连接件为金属连接线，其通过接头Ⅰ和接头Ⅱ将金属微带线Ⅰ和金属微带线Ⅱ固连，所述金属微带线Ⅰ和金属微带线Ⅱ通过连接件相互连接，在同一平面的投影构成曲折线慢波结构。