[发明专利]慢波电路、行波管及行波管的制造方法

说明书

提供了慢波电路等，其有助于在减小能量损失的同时实现宽频带。慢波电路设置有：用于传送电磁波的波导，波导包括曲折部分，在曲折部分中，第一折返部分和折返到与第一折返部分相反的一侧的第二折返部交替重复；以及用于传送电子束的束孔，束孔在预定方向上延伸并穿过曲折部分。束孔穿过曲折部分，其中束孔的一部分被设置为超出第一折返部分。

技术领域

(相关申请的描述)

本发明基于日本专利申请JP2018-041045(于2018年3月7日递交)的优先权，该申请的全部内容将通过引用并入本申请并在本申请中进行陈述。

本申请涉及慢波电路、行波管及行波管的制造方法。

背景技术

在诸如卫星通信和雷达之类的无线系统中，行波管主要用作传送源的放大器。行波管通过与用作能量源的电子束相互作用来放大用于传送的电磁波(例如，高频波)。行波管具有慢波电路，该慢波电路用于使电磁波绕过电子束，以便在引起相互作用时使电磁波和电子束具有相同速度。关于使电磁波绕过慢波电路的方法，有一种被称为螺旋型的方法(例如，参见专利文献(PTL)1)，其中，使电磁波通过螺旋形波导传送，并且通过电子束的束孔穿过螺旋形波导的中心轴。

顺便提及，目前，正在朝射频的高频方向转变，并且正在进行太赫兹领域中的无线电设备的开发。而且，在太赫兹领域，近年来也正在进行各种感测技术的开发等。因此，需要开发用于太赫兹领域中的传送源的放大器。

随着向高频转变的推进(从微波到太赫兹波)，波长变得越来越小。与此伴随的是，在螺旋型慢波电路中，由于必须使螺旋波导小型化，因此难以制造螺旋型慢波电路。在太赫兹领域，折返型慢波电路被认为有望取代螺旋型慢波电路。

折返型慢波电路被配置为：通过使电磁波通过曲折形(重复折返形、锯齿形)波导传送并在沿着其堆叠曲折形波导的折返部分的方向的中央穿过用于传送电子束的束孔，使电磁波为慢波(例如，参见PTL2和非专利文献(NPTL)1)。

[专利文献1]JP2006-134751A

[专利文献2]JP2016-189259A

[NPTL 1]Design Methodology and Experimental Verification ofSerpentine/Folded-Waveguide TWTs，Khanh T.Nguyen，IEEE Trans.on E.D.，Vol.61，No.6，JUNE 2014.

发明内容

本发明人给出了以下分析。

在如PTL 2和NPTL 1中所述的折返型慢波电路中，通过曲折形波导传送的电磁波接收通过束孔传送的电子束的能量并被放大。此时，如果束孔较大(大致为使用波长λ的1/4)，则电磁波经由束孔彼此耦合；产生逝能量(evanescent energy)(在由诸如金属之类的反射介质内的电磁波感应的电磁场中不波动或行进的能量)；能量损失增加；以及由于在波导的传送方向上的在束孔处反射和散射而造成的能量损失也增加。

而且，在普通的折返型慢波电路的配置中，由于束孔的影响，相位速度的频率分散增加。由于在相位速度接近电子束的速度时慢波电路可以放大，所以如果相位速度的频率分散增加，则可以获得增益的频带也减少。

此外，即使随着朝向射频的高频转变而减小了慢波电路的大小，由于减小电子束通过的束孔存在限制，因此由于束孔的影响而造成的问题变得更加明显。

本发明的主要目的是提供一种慢波电路、行波管及行波管的制造方法，能够有助于在减小能量损失的同时扩宽频带范围。