[发明专利]一种共焦波导高频电路测试系统

说明书

本发明公开了一种共焦波导高频电路测试系统，属于真空电子技术领域。该系统包括网络分析仪、扩频模块、过渡波导、和待测件模块，待测件模块为左右镜像对称结构，包括依次级联的第一TE10‑HE0n模式变换器、镜宽渐变收缩台阶、待测共焦波导高频电路结构、镜宽渐变增大台阶以及第二HE0n‑TE10模式变换器。本发明中待测高频电路长度任意、镜宽分布任意、工作模式任意，且待测件模块各单元结构可方便快捷的增加、减少、拆卸或安装。待测件模块各单元结构沿纵向级联，并采用相同的定位孔和螺钉通孔，保证高同轴度定位和装配。可应用于任意长度、任意镜宽分布的共焦波导高频电路传输特性测试。

技术领域

本发明属于真空电子技术领域，具体涉及一种通用的共焦波导高频电路测试系统，可应用于任意长度、任意镜宽分布的共焦波导高频电路传输特性测试。

背景技术

共焦波导高频电路的模式选择特性可以缓解在高阶模状态时的不稳定性(J.R.Sirigiri et al 2003 High-power 140-GHz quasioptical gyrotron traveling-wave amplifier Phys.Rev.Lett.90 258302)。高阶模式工作可以显著增大高频结构尺寸，实现器件往高频率和高功率方向发展，因而共焦波导高频结构在毫米波和太赫兹低频段回旋器件上具有重要的发展和应用前景。在共焦波导回旋行波管的研制过程中，对高频电路中各潜在起振模式的传输特性进行准确地测试和验证是必要的环节，这关系到整管输出性能的发挥以及管子是否能稳定工作，因而高频电路传输特性测试系统的设计至关重要。

发明内容

通常共焦波导回旋行波管放大器中的工作模式为高阶HE_0n模式(n＝4,6等大整数)，显然不能直接对其传输特性进行测试，只能采取间接测试的方式。本发明提出了一种基于背靠背拓扑结构(T.H.Chang 2010 Generating pure circular TEmn modes usingY-type power dividers,IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,58(6),1543–1550)的共焦波导高频电路测试系统，主要由网络分析仪、扩频模块、同轴-矩形口过渡波导和待测件模块构成，通过两次分别测试含/不含高频电路的待测件模块来间接获得其特性。

本发明采取以下的技术措施实现：

本发明提出的一种共焦波导高频电路测试系统，包括网络分析仪、第一扩频模块、第二扩频模块、同轴-矩形口过渡波导、矩形-同轴口过渡波导和待测件模块，所述网络分析仪产生激励信号，激励信号进入第一扩频模块后产生工作频段的信号后，通过同轴-矩形口过渡波导馈入到待测件模块，然后通过矩形-同轴口过渡波导输出到第二扩频模块，最后回到网络分析仪，由网络分析仪得到待测件模块的频率响应特性。

其特征在于：所述待测件模块为左右镜像对称结构，包括依次级联的第一TE₁₀-HE_0n模式变换器、镜宽渐变收缩台阶、待测共焦波导高频电路结构、镜宽渐变增大台阶以及第二HE_0n-TE₁₀模式变换器。

从同轴-矩形口过渡波导输入的TE₁₀模式经过第一TE₁₀-HE_0n模式变换器变换为共焦波导HE_0n模式后，通过镜宽渐变收缩台阶将第一TE₁₀-HE_0n模式变换器的输出口径渐变过渡到待测共焦波导高频电路结构的输入口径，待测共焦波导高频电路结构的输出口径通过镜宽渐变增大台阶渐变过渡到第二HE_0n-TE₁₀模式变换器的输入口径，共焦波导HE_0n模式经过第二HE_0n-TE₁₀模式变换器变换回TE₁₀模式，并通过矩形-同轴口过渡波导输出。