[发明专利]高效率低磁场双模工作相对论返波管

权利要求书

1.高效率低磁场双模工作相对论返波管，包括环形阴极(201)、输出波导(205)和磁场线圈(206)；

环形阴极(201)用于在高压脉冲作用下向外发射环形相对论电子束；

磁场线圈(206)用于为所述环形相对论电子束提供导引磁场；

其特征在于：

还包括阴极反射环(202)、双预调制腔(203)、双段非均匀慢波结构(204)；

阴极反射环(202)的内半径R₀对TM₀₁模截止，且内半径R₀满足R₀＜0.382c/f，其中c为光速，f为微波频率；阴极反射环(202)置于环形阴极(201)内，阴极反射环(202)前端与环形阴极(201)前端部的轴向距离L₀满足λ_g1/2＜L₀＜λ_g2，λ_g1和λ_g2分别为TM₀₁模和TM₀₂模的导波波长；

双预调制腔(203)、双段非均匀慢波结构(204)和输出波导(205)依次设置在环形阴极(201)后侧；

双预调制腔(203)包括两个半径不等的调制腔单元，所述调制腔单元的外半径分别为R₁和R₂，内半径分别为r₁和r₂，且满足条件1.25λ＜R₂＜R₁＜1.4λ，1.15λ≤r₁,r₂≤1.25λ，其中，λ为微波波长；

双段非均匀慢波结构(204)由8-10个慢波单元构成，慢波单元的外半径和内半径分别为R_sn和r_sn，其中n＝1,2,...,N,N＝8,9或者10，且满足条件：

1.3λ≤R_sn≤1.4λ,1.15λ≤r_sn≤1.3λ。

2.根据权利要求1所述的高效率低磁场双模工作相对论返波管，其特征在于：还包括设置在双段非均匀慢波结构(204)与输出波导(205)之间的台阶模式变换结构(207)；

台阶模式变换结构(207)的半径从R₁₂变为R₁₃，且R₁₂对TM₀₃模截止，R₁₃对TM₀₂模截止，即R₁₃＜0.879c/f＜R₁₂＜1.377c/f,台阶模式变换结构(207)的台阶面与双段非均匀慢波结构(204)中最后一个慢波单元之间的距离L在一个拍波波长内可调，且满足2λ＜L＜2λ+λ_g1λ_g2/(λ_g2-λ_g1)。

3.根据权利要求1或2所述的高效率低磁场双模工作相对论返波管，其特征在于：阴极反射环(202)可在环形阴极(201)内轴向移动。