一种具有三角函数轮廓的多电子注通道慢波结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110752131A(43)申请公布日2020.02.04(21)申请号201911101471.0(22)申请日2019.11.12(71)申请人电子科技大学地址610000四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人温瑞东路志刚朱美玲丁科森(74)专利代理机构成都行之专利代理事务所(普通合伙)51220代理人唐邦英(51)Int.Cl.H01J23/24(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种具有三角函数轮廓的多电子注通道慢波结构(57)摘要本发明公开了一种具有三角函数轮廓的多电子注通道慢波结构，属于电真空器件技术领域，由一个长方体壳体、壳体内上方分布着的多个余弦栅齿、下方分布着的多个正弦栅齿构成。相邻两个余弦栅齿之间形成电子注通道，电子注通道呢布置圆形电子注，相邻两个正弦栅齿之间作为高频系统，共同组成所述多电子注通道慢波结构。本发明提供的一种具有三角函数轮廓的多电子注通道慢波结构适合工作于高次空间谐波，能够满足太赫兹波段的要求，同时本发明拥有天然的圆电子注通道，在不降低电子注电流密度的条件下可以实现远距离传输，能够有效地进行注-波互作用。CN110752131ACN110752131A权利要求书1/1页1.一种具有三角函数轮廓的多电子注通道慢波结构，包括长方形壳体(1)，所述长方形壳体(1)内下方分布的多个正弦栅齿(4)，相邻两个正弦栅齿(4)之间为高频系统，其特征在于，所述长方形壳体(1)内上方分布的多个余弦栅齿(2)，相邻两个余弦栅齿(2)之间形成电子注通道，在电子注通道布置圆形电子注(3)，所述正弦栅齿(4)和余弦栅齿(2)相互正交。2.根据权利要求1所述的一种具有三角函数轮廓的多电子注通道慢波结构，其特征在于，多个余弦栅齿(2)的边缘轮廓形状呈余弦函数分布；多个正弦栅齿(4)的边缘轮廓形状呈正弦函数分布。3.根据权利要求2所述的一种具有三角函数轮廓的多电子注通道慢波结构，其特征在于，以最外侧电子注通道边沿的某点为原点，圆形电子注(3)延拓方向为x轴，慢波结构延拓方向为z轴，则多个余弦栅齿(2)的边缘轮廓形状满足y＝h1/2+h1/2*cos(2*π*x/p1)(0≤x≤p1)；多个正弦栅齿(4)的边缘轮廓形状满足y＝-h2/2-h2/2*sin(2*π*z/p2)(0≤z≤p2)，其中，p1为电子注通道周期，h1为电子注通道峰值，p2为耦合腔周期，h2为耦合腔峰值。4.根据权利要求1所述的一种具有三角函数轮廓的多电子注通道慢波结构，其特征在于，所述电子注通道的数量n满足：n*p1＝w，其中，w为宽边长度，p1为电子注通道周期。5.根据权利要求1所述的一种具有三角函数轮廓的多电子注通道慢波结构，其特征在于，相邻两个余弦栅齿(2)沿慢波结构水平径向呈周期排列。6.根据权利要求1所述的一种具有三角函数轮廓的多电子注通道慢波结构，其特征在于，相邻两个正弦栅齿(4)沿慢波结构纵向呈周期排列。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种具有三角函数轮廓的多电子注通道慢波结构，其特征在于，多个圆形电子注(3)相互平行、等间隔地从多电子注通道穿过。2CN110752131A说明书1/4页一种具有三角函数轮廓的多电子注通道慢波结构技术领域[0001]本发明涉及微波电真空器件技术领域，具体涉及一种具有三角函数轮廓的多电子注通道慢波结构。背景技术[0002]微波电真空器件是利用带电粒子在真空环境中实现微波信号的振荡或放大的一种器件。新一代电真空器件不仅要求高频率、高功率、高效率，还要求高可靠性、简单易加工等特点，才能够满足新的应用需求和挑战。[0003]固态器件的高速发展以及航天、军事领域的迫切需求，给电真空器件带来了挑战和机遇。行波管正朝着太赫兹频段迈进。太赫兹波是指频率从0.1～10.0THz,即波长在0.03～3.00mm的一种电磁波，具有适中的波束宽度以及较大的系统带宽。作为人类了解和开发最少的电磁波段，太赫兹波段被称为“探索电磁波谱的最后一段空隙”。[0004]寻求新型的慢波结构一直是微波管科研工作者们努力探索的目标。目前常规的慢波结构有折叠波导、交错双栅、正弦波导、螺旋线慢波结构等，很多研究人员聚焦于对上述慢波结构进行改进以期得到更加优良的慢波特性，如脊加载、翼加载、削顶、挖孔(槽)等，但这无疑会增加结构本身的复杂性，从而带来加工难度大、散热差等问题。[0005]现有的慢波结构包括一个长方体壳体、壳体内上方为带状电子注、下方分布着的多个正弦栅齿，带状电子注尺寸为a×b，栅齿周期为p2，高为h2，宽边长度为w。带状电子注虽然具有高功率输出、具有较小的电流密度、较弱的空间电荷效应和较高的导流系数的优点，但是具有难