[发明专利]一种微带曲折线慢波结构

说明书

本发明公开了一种微带曲折线慢波结构，属于真空电子学领域，包括：微带曲折线结构；所述微带曲折线结构包括介质基片和位于所述介质基片上的金属贴片层，所述金属贴片层由U型金属线和矩形金属线交替组成。通过对微带金属线的变型设计及对过渡波导和微带探针的优化设计，获得了较为良好的传输特性。同时，本发明提出的微带曲折线慢波结构具有结构简单、尺寸小等优点，适用于印制电路板技术加工，能够缩小行波管的体积、降低行波管加工成本和提升行波管加工的可重复性。上述技术特征表明本发明提出的微带曲折线慢波结是一种适用于小型化行波管的慢波结构。

技术领域

本发明属于真空电子学领域，更具体地，涉及一种微带曲折线慢波结构。

背景技术

毫米波是介于微波与红外线之间的电磁频谱，它所对应的频率范围为30GHz至300GHz，实际应用中人们也常把毫米波的频率低端降至18GHz。毫米波因其具有频带宽、波束相对较窄、全天候工作以及易于集成与小型化等特性，使得其在毫米波雷达与制导系统、电子对抗领域、毫米波遥感、毫米波通信等领域具有广阔的应用前景。毫米波技术使现代通信系统能够传送更大的信息量，大大地拓宽了通信频带，为更多的用户提供了互不干扰的信道，同时也能为各种电子系统提供较高质量的电磁兼容特性。因此，毫米波技术对发展国民经济以及巩固国防有着非常重大的意义。

毫米波技术的发展与应用对小型化宽频带和大功率毫米波源提出了急迫的需求。基于真空电子学的行波管是一类具有大功率和宽频带特征的毫米波辐射源。传统的行波管工作时需要性能优良的磁聚焦系统和稳定的高压电源，这就导致行波管的体积和重量都比较大，而且器件的可重复性较差，单个器件的成本也特别高。因此，发展结构简单、低成本、小型化的行波管成为推动毫米波技术发展的关键。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种微带曲折线慢波结构，主要解决行波管小型化、简化慢波结构、适应半导体加工工艺、提升传输特性和改善电场分布等问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种微带曲折线慢波结构，包括：微带曲折线结构；

所述微带曲折线结构包括介质基片和位于所述介质基片上的金属贴片层，所述金属贴片层由U型金属线和矩形金属线交替组成。

在一些可选的实施方案中，所述U型金属线和所述矩形金属线采取不同的线宽。

在一些可选的实施方案中，所述微带曲折线慢波结构还包括与所述微带曲折线结构匹配的输入输出波导。

在一些可选的实施方案中，所述输入输出波导与所述微带曲折线结构之间存在过渡波导结构。

在一些可选的实施方案中，所述过渡波导结构采用非标准矩形波导结构。

在一些可选的实施方案中，在所述微带曲折线结构中微带线的前端和后端各增加一段微带探针，并将微带探针插入到各自对应的过渡波导结构中。

在一些可选的实施方案中，所述微带曲折线慢波结构还包括装载所述微带曲折线结构的金属腔体。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明提出了一种微带曲折线慢波结构，可适用于小型化行波管放大器，设计了一种U型贴片变型的微带线及介质基板构成的微带曲折线结构，该结构是慢波结构的核心部件，实现了简化慢波结构，改善慢波结构中电磁波的传输特性、优化电场分布的目的。本发明原理简洁明晰，工程实用性强，通过U型微带线的变型优化，具有结构简单易于加工制造的优点，为降低行波管的加工难度及提高行波管输出特性提供一种可行的解决方案。

(2)传统行波管的慢波结构采用全金属结构，通过在金属上刻槽实现，不仅加工难度大，加工精度也难以保证。本发明采用平面微带曲折线结构，适用于工艺成熟的印制电路板技术加工，不需要在金属上刻槽，降低了加工难度且加工精度高，可以缩小行波管的体积。