[发明专利]一种双频三腔高功率微波器件

说明书

本发明公开了一种双频三腔高功率微波器件，包括圆波导套筒及与圆波导套筒同轴的内导体；圆波导套筒内一端设置与圆波导套筒同轴的阴极，阴极的开口为环形，阴极的内直径为60mm,外直径为70mm；圆波导套筒沿电子束传输方向依次设置同内直径的反射腔、谐振腔和提取腔，反射腔、谐振腔和提取腔为设置在圆波导套筒筒壁的环形槽；微波器件轴向长度为130mm,最大直径为150mm，内导体直径为40mm；在400KV电压下阴极发射束流强度为7.0kA的环形电子束,环形电子束在0.4T的轴向磁场引导下在微波器件内传输，一个脉冲时间内可同时辐射产生频率为1.92GHz和2.2GHz的双频高功率微波。采用本发明的一种双频三腔高功率微波器件，具有小型化，重量轻，易调节的优点。

技术领域

本发明涉及一种双频三腔高功率微波器件，属于高功率微波器件技术领域。

背景技术

高功率微波一般是指峰值功率在100MW以上、工作频率为1～300GHz范围内的电磁波。随着高功率微波研究发展，对高功率微波源的系统总效率提出了越来越高的要求。

轴向O型高功率微波器件由于结构带来的电子束易引导及结构的多变组合，使得其一种应用比较广泛的高功率微波器件。目前轴向O型高功率微波器件辐射产生一般需要较长的慢波结构，来达到电子束与微波相速的同步。在现有高功率微波源中，高阻抗器件的束波转换效率较高，但一般需要较强的引导磁场，特别是当微波源运行在重复频率状态时，需要一个体积庞大的、高耗能的螺线管磁体系统。如果器件轴向尺寸尽量缩短，则可以数倍降低磁体系统体积、重量，并可大幅度降低磁场对电源的能量需求。因此，如何设计出紧凑型高功率微波源，一直是人们追求的目标之一。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种双频三腔高功率微波器件，本发明具有小型化，重量轻，易调节的优点。

本发明采用的技术方案如下：

一种双频三腔高功率微波器件，包括圆波导套筒及与圆波导套筒同轴的内导体；

所述圆波导套筒内一端设置与圆波导套筒同轴的阴极，所述阴极的开口为环形，阴极的内直径为60mm,外直径为70mm；

所述圆波导套筒沿电子束传输方向依次设置同内直径的反射腔、谐振腔和提取腔，所述反射腔、谐振腔和提取腔为设置在圆波导套筒上的环形槽；

所述微波器件轴向长度为130mm,最大直径为150mm，所述内导体直径为40mm；

在400KV电压下阴极发射束流强度为7.0kA的环形电子束,环形电子束在0.4T的轴向磁场引导下在微波器件内传输，一个脉冲时间内可同时辐射产生频率为1.92GHz和2.2GHz的双频高功率微波。

在上述方案中，圆波导套筒两端封闭，内部抽真空到毫帕量级，内导体与圆波导套筒相对阴极的另一端相连，环形电子束在微波器件内传输；其中，反射腔能将电子束传输过程中的反向能量进行阻截，提高进入束波转换区的电子束能量；谐振腔会使相位一致的电子束与微波在这一部位发生能量转换；提取腔能将微波与电子束分离。

作为优选，所述反射腔、谐振腔和提取腔为与圆波导套筒且截面呈矩形的环形槽。

作为优选，所述反射腔、谐振腔和提取腔，与圆波导套筒同轴。

作为优选，所述反射腔的外直径为150mm，内直径为88mm，轴向长度为30mm；谐振腔的外直径为130mm，内直径为88mm，轴向长度为30mm；提取腔的外直径为150mm，内直径为88mm，轴向长度为30mm。

作为优选，所述反射腔与谐振腔的轴向间距为10mm；谐振腔与提取腔的轴向间距为30mm。

作为优选，所述环形电子束的内直径为60mm，外直径为70mm。