基于高次模式工作機制的毫米波段渡越時間振蕩器制造技術
Millimeter wave transit time oscillator based on high order mode operation mechanism
The microwave source device of the present invention relates to the technical field of high power microwave, especially high order mode working mechanism of millimeter wave oscillator based on the transit time, which belongs to the technical field of high power microwave; the oscillator includes a cathode seat (1), a cathode (2), (3) the inner conductor and the outer conductor (4), a support ring (5) and an outer cylinder (6), (7), the solenoid coil structure on the central axis of rotational symmetry, a cathode (1) connected Zuo Duan pulsed power source conductor, the cathode (2) set in the cathode base (1) the right end of the outer conductor (4) outer conductor Zuo Duan external pulse the power source, the inner conductor (3) and the right end of the outer conductor (4) connected with the right end of the support ring (5) and Zuo Duan (5), a support ring connected with the right end of the radiation system; the invention overcomes the millimeter wave device power capacity limitations, and based on millimeter wave section of the working mechanism of the high order mode transition high efficiency output time oscillator Pure working frequency.
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及高功率微波
的微波源器件，尤其是基于高次模式工作機制的毫米波段渡越時間振蕩器，屬于高功率微波
技術介紹
高功率微波通常指峰值功率大于100MW、頻率在1～300GHz之間的電磁波，目前已經被廣泛應用于定向能武器、雷達衛星、電子高能射頻加速器、遙感及輻射測量等眾多國防和工業領域。高功率微波源是產生高功率微波輻射的核心部件，是利用強流電子束與諧振腔的互作用來產生高功率微波的。渡越時間振蕩器是利用強流電子束與諧振腔中的本征駐波場進行能量交換的，具有高功率、高效率以及工作模式單一等特點，受到研究人員的廣泛關注。毫米波一般是指波長范圍在1mm～10mm之間的電磁波，與之對應的頻率范圍是30GHz～300GHz。毫米波的波長介于光波和常規微波之間，有著頻譜范圍寬、波束較窄、沿直線傳播、全天候工作、器件尺寸小的特點，在雷達、遙感、輻射、通信、測量等方面有著可觀的應用潛力與價值。雖然毫米波有著上述特點，但普通毫米波器件仍然有缺陷，它工作在高功率水平時會出現功率容量限制。這是由于在毫米波段，器件內部作用空間較小，功率容量受到限制，從而限制了這些傳統的微波管在高功率毫米波段內的應用。文獻【IvanovVS,KovalevNF,KrementsovSI,etal.RelativisticMillimeterCarcinotron[J].SovTechPhysLett,1978,4(7)】通過縮小尺寸使返波振蕩器輸出高功率毫米波，在700kV的電壓和0.5kA的電流下，得到了功率為10MW，頻率為37GHz的毫米波，其效率約為3％。這種單模器件存在...
【技術保護點】
一種基于高次模式工作機制的毫米波段渡越時間振蕩器，其特征在于：所述振蕩器包括陰極座(1)、陰極(2)、內導體(3)、外導體(4)、支撐環(5)、外筒(6)、螺線管線圈(7)，整個結構關于中心軸線旋轉對稱，陰極座(1)左端連接脈沖功率源的內導體，陰極(2)套在陰極座(1)右端，外導體(4)左端外接脈沖功率源的外導體，內導體(3)右端和外導體(4)右端連接支撐環(5)左端，支撐環(5)右端連接輻射系統；陰極(2)是一個薄壁圓筒，壁厚取0.1mm?2mm，外半徑Rbeam等于電子束半徑，套在陰極座(1)右端；內導體(3)由兩段半徑有突變的圓柱筒組成，兩段圓柱筒的內半徑均為R1，左端半徑較小的圓柱筒靠近陰極的一端封閉，其外半徑為R2，在其外壁上開有七個環形凹槽，左邊四個凹槽的寬度相等，均為L1，內半徑相等，均為R3，右邊三個凹槽的寬度相等，均為L2，內半徑相等，均為R4，滿足L1>L2，R2>R3>R4>R1；左端第一個凹槽的左側端面距離半徑較小的圓柱筒左側端面的距離為P1，第一個凹槽與第二個凹槽、第二個凹槽與第三個凹槽、第三個凹槽與第四個凹槽的距離相等，均為P2，第四...
【技術特征摘要】
1.一種基于高次模式工作機制的毫米波段渡越時間振蕩器，其特征在于：所述振蕩器包括陰極座(1)、陰極(2)、內導體(3)、外導體(4)、支撐環(5)、外筒(6)、螺線管線圈(7)，整個結構關于中心軸線旋轉對稱，陰極座(1)左端連接脈沖功率源的內導體，陰極(2)套在陰極座(1)右端，外導體(4)左端外接脈沖功率源的外導體，內導體(3)右端和外導體(4)右端連接支撐環(5)左端，支撐環(5)右端連接輻射系統；陰極(2)是一個薄壁圓筒，壁厚取0.1mm-2mm，外半徑Rbeam等于電子束半徑，套在陰極座(1)右端；內導體(3)由兩段半徑有突變的圓柱筒組成，兩段圓柱筒的內半徑均為R1，左端半徑較小的圓柱筒靠近陰極的一端封閉，其外半徑為R2，在其外壁上開有七個環形凹槽，左邊四個凹槽的寬度相等，均為L1，內半徑相等，均為R3，右邊三個凹槽的寬度相等，均為L2，內半徑相等，均為R4，滿足L1>L2，R2>R3>R4>R1；左端第一個凹槽的左側端面距離半徑較小的圓柱筒左側端面的距離為P1，第一個凹槽與第二個凹槽、第二個凹槽與第三個凹槽、第三個凹槽與第四個凹槽的距離相等，均為P2，第四個凹槽與第五個凹槽之間的距離為P3，第五個凹槽與第六個凹槽、第六個凹槽與第七個凹槽之間的距離相等，均為P4，滿足P3>P1>P2>P4；右端圓柱筒外半徑為R5，在所述外半徑為R5的圓柱筒右端開有外半徑為R6的卡口，內導體(3)通過所述卡口與支撐環(5)相連接，滿足R5>R6>R4；外導體(4)由三段半徑有突變的圓柱筒組成，三段圓柱筒的外半徑均為R7，左端圓柱筒的內半徑為R8，其靠近陰極的一側設置有圓盤狀支撐環，所述支撐環通過設置在其徑向邊緣的梳狀結構與外筒(6)卡緊；中間圓柱筒的內半徑為R9，其內壁與內導體(3)對應的部位開有六個環形凹槽，左邊四個凹槽的寬度及凹槽之間的距離均與與其對應內導體(3)上的凹槽相同，外半徑均為R10，右邊兩個凹槽的外半徑均為R11，其寬度及凹槽之間的距離均與與其對應內導體(3)上的凹槽相同，外導體(4)右端圓柱筒的內半徑為R11，長度為L3，在所述內半徑為R5的圓柱筒右端開有內半徑為R12的卡口，外導體(4)通過所述卡口與支撐環(5)相連接，滿足R8>R12>R11>R10>R9；所述外導體(4)中間一段的左側端面與內導體(3)的左側端面平齊，其與陰極(2)右端的距離為d，d的取值以保證振蕩器阻...
【專利技術屬性】
技術研發人員：令均溥，高銘昊，賀軍濤，宋莉莉，李杰，
申請(專利權)人：中國人民解放軍國防科學技術大學，
類型：發明
國別省市：湖南;43
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