一種太赫茲微電真空折疊波導(dǎo)行波管放大器的慢波結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太赫茲微電真空折疊波導(dǎo)行波管放大器的慢波結(jié)構(gòu)，所述慢波結(jié)構(gòu)包括：依次連接的n段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)，其中，n為正整數(shù)且n≥2，第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)與第i+1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)滿足：gi＜gi+1且gi為所述第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的折疊度，vi為所述第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的電子束輸入端口處電子速度，i∈[1,n?1]；本發(fā)明提供的一種太赫茲折疊波導(dǎo)行波管放大器的慢波結(jié)構(gòu)，采用多段式折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)提高太赫茲微電真空折疊波導(dǎo)行波管放大器的功率和效率。
【專利說明】
-種太赫茲微電真空折疊波導(dǎo)行波管放大器的慢波結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及太赫茲真空電子器件領(lǐng)域，具體設(shè)及一種太赫茲微電真空折疊波導(dǎo)行 波管放大器的慢波結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 太赫茲(Terahertz, Wz)波介于技術(shù)發(fā)展相對成熟的微波毫米波和紅外可見光之 間，處于宏觀理論向微觀量子理論的過渡區(qū)，許多物質(zhì)的太赫茲頻譜包含著豐富的信息。太 赫茲波的獨特特性和地位使其在基礎(chǔ)科學(xué)、材料研究、生物醫(yī)學(xué)、軍事W及國家公共安全等 眾多領(lǐng)域都具有非常重要的應(yīng)用價值。而缺乏穩(wěn)定、相干的太赫茲福射源嚴(yán)重制約著太赫 茲的研究、應(yīng)用和發(fā)展。
[0003] 對于高功率要求而言真空電子學(xué)器件是大功率太赫茲福射源的首選，其中微電真 空太赫茲行波管器件因其重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、中低電壓(幾十千伏量級）、帶寬（A f/f)寬、功 率為1瓦~幾十瓦量級有很大的應(yīng)用前景。近年來，UV-LIGA和DRIE(Deep reactive ion etching)等微細(xì)加工技術(shù)(MEMS)的進(jìn)步促進(jìn)了太赫茲微電真空行波管器件的研究和發(fā)展， 成為太赫茲行波管福射源的主要發(fā)展方向之一。折疊波導(dǎo)行波管在散熱、功率、帶寬等方面 相對于其它同類器件存在很大優(yōu)勢，可應(yīng)用于0.1~IT化，最先受到國內(nèi)外廣泛重視，成為 太赫茲福射源器件的研究熱點。為了盡快推進(jìn)太赫茲的應(yīng)用，美國、韓國、中國、歐洲等爭先 開展了太赫茲折疊波導(dǎo)行波管的研究W及研制工作。其中慢波結(jié)構(gòu)（即高頻結(jié)構(gòu))是行波管 的核屯、關(guān)鍵部件，它通過束-波互作用機理，把電子注的能量轉(zhuǎn)化為電磁場的能量，實現(xiàn)電 磁信號的放大，對行波管的工作頻率、帶寬、輸出功率和增益等參數(shù)起著決定性的作用。
[0004] 在傳統(tǒng)的太赫茲折疊波導(dǎo)行波管的研究中，折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)采用均勻性周期結(jié) 構(gòu)，即慢波結(jié)構(gòu)各個周期結(jié)構(gòu)的參數(shù)相同。折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)周期性變化，彎曲矩形波導(dǎo)是 電磁波的傳輸通道，電磁波的模式及其場的特性由波導(dǎo)的橫向尺寸決定，中屯、軸線上的柱 形流通管是電子束的傳輸通道，電磁波和電子束在相遇區(qū)域發(fā)生強的非線性束-波互作用， 把電子束的動能轉(zhuǎn)化為電磁場的能量，從而實現(xiàn)電磁信號的放大。
[0005] 但是在電磁波和電子束的相互作用過程中，電子能量降低、速度降低，電子和電磁 波會失諧，那么器件增益出現(xiàn)飽和區(qū)，甚至?xí)驗殡娮舆^群聚現(xiàn)象使得電子從電磁場中重 新掠奪能量，造成增益不增反降。器件飽和現(xiàn)象限制了器件的功率和增益的增長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種太赫茲微電真空折疊波導(dǎo)行波管放大器的慢波結(jié)構(gòu)，其目的是采 用多段式折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)提高太赫茲微電真空折疊波導(dǎo)行波管放大器的功率和效率。
[0007] 本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[000引一種太赫茲微電真空折疊波導(dǎo)行波管放大器的慢波結(jié)構(gòu)，其改進(jìn)之處在于，所述 慢波結(jié)構(gòu)包括:依次連接的n段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)，其中，n為正整數(shù)且n>2,第i段折疊波導(dǎo) 慢波結(jié)構(gòu)與第i+1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)滿足:gi<gw且
，gi為所述第i段折疊波導(dǎo) 慢波結(jié)構(gòu)的折疊度，Vi為所述第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的電子束輸入端口處電子速度，i G [l,n-l]〇
[0009] 優(yōu)選的，按下式(1)確定所述第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的折疊度gi:
[0010]
…
[0011] 式（1)中，Li為所述第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的整個周期的彎曲長度，hi為所述第i 段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長度，Pl為所述第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長度。
[0012] 優(yōu)選的，折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)間的連接處位于折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)的中間位 置，取前后兩段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的各自一半直波導(dǎo)進(jìn)行連接。
[0013] 優(yōu)選的，所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長度與所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直 波導(dǎo)長度相互獨立，通過單獨減小所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長度、單獨增大所 述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長度、同時減小所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長度和 增大所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長度增大所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的折疊度。
[0014] 優(yōu)選的，所述依次連接的n段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)中，令j G [ 1，n]，第j段折疊波導(dǎo)慢 波結(jié)構(gòu)的電子束通道長度為Xj，第j段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的飽和長度為Zj,第1段折疊波導(dǎo)慢 波結(jié)構(gòu)的起振長度為yo,則當(dāng)j = l時，第1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的電子束通道長度Xi滿足：
，當(dāng)je(l，n]時，第j段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的電子束通道長度X非馬足 <Zjo
[0015] 優(yōu)選的，所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的參數(shù)包括:折疊矩形波導(dǎo)寬邊a、折疊矩形波導(dǎo) 窄邊b、電子束孔徑D、軸向半周期長度P、整個周期的彎曲長度L、直波導(dǎo)長度h、彎曲波導(dǎo)內(nèi) 半徑r和彎曲波導(dǎo)外半徑R。
[0016] 優(yōu)選的，當(dāng)n = 2時，日1 =日2 = 0.49mm，bi = b2 = 0.07mm，Di = D2 = 0. lmm，Pi = 0.16mm, P2 = 0.155mm，hi = h2 = 0.15mm，其中，ai和曰2分別為第I段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的折疊矩形波導(dǎo) 寬邊和第2段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的折疊矩形波導(dǎo)寬邊，bi和b2分別為第1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié) 構(gòu)的折疊矩形波導(dǎo)窄邊和第2段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的折疊矩形波導(dǎo)窄邊，Di和化分別為第1 段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的電子束孔徑和第2段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的電子束孔徑，Pi和P2分別為 第1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長度和第2段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長度， hi和h2分別為第1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長度和第2段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長 度。
[0017] 本發(fā)明的有益效果：
[0018] 本發(fā)明提供的一種太赫茲折疊波導(dǎo)行波管放大器的慢波結(jié)構(gòu)，慢波結(jié)構(gòu)采用分段 變參數(shù)型結(jié)構(gòu)，各段之間慢波結(jié)構(gòu)的變化參數(shù)數(shù)量少，連接方法簡單，可加工性強，便于實 現(xiàn)一體化加工；同時，慢波結(jié)構(gòu)采用分段變參數(shù)型結(jié)構(gòu)，通過分段設(shè)計折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)參 數(shù)，使得電磁波和電子注的大部分電子持續(xù)滿足"同步"共振條件，從而使電子束不斷與電 磁波進(jìn)行互作用交出能量，避免或推遲器件的"飽和"和電子注"過群聚"現(xiàn)象，提高電子轉(zhuǎn) 化效率W及器件功率，相對于周期均勻型慢波結(jié)構(gòu)，所述分段型慢波結(jié)構(gòu)的器件整體效率 更局。
【附圖說明】
[0019] 圖1是傳統(tǒng)均勻型太赫茲微電真空折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2是折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)參數(shù)定義示意圖；
[0021] 圖3是本發(fā)明提供的依次連接的兩段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖4是本發(fā)明提供的多段式折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖5是本發(fā)明實施例中0.345T化均勻型折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的增益隨束-波互作用 長度的關(guān)系示意圖；
[0024] 圖6是本發(fā)明實施例中0.345T化兩段式折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的增益隨束-波互作用 長度的關(guān)系示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作詳細(xì)說明。
[0026] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027] 傳統(tǒng)均勻型折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)如圖1所示，所述慢波結(jié)構(gòu)是通過在金屬材料上采 用微加工技術(shù)，對材料進(jìn)行一系列尺寸加工，器件裝配，然后對器件抽真空，慢波結(jié)構(gòu)模型 分為兩個區(qū)域：（1)金屬材料區(qū)域，內(nèi)含真空區(qū)域，金屬外邊界可加工為圓形柱狀或方形柱 面，圖1中的金屬外邊界為圓形柱面；（2)真空區(qū)域，是在金屬材料上通過微加工技術(shù)實現(xiàn)掏 空，是電磁波和電子束的互作用區(qū)，該真空區(qū)域包含兩個部分，其中真空區(qū)域1區(qū)為電磁波 傳輸通道，采用折疊(矩形)波導(dǎo)結(jié)構(gòu);真空區(qū)域2區(qū)為電子束通道，采用圓形或方形柱狀體， 圖1中的電子束通道為圓形柱狀體。真空區(qū)域的1區(qū)和2區(qū)存在相交區(qū)域，電磁波和電子束相 遇從而進(jìn)行相互作用，實現(xiàn)信號放大。結(jié)構(gòu)的金屬材料選擇銅，金屬材料外邊界的最小橫向 尺寸應(yīng)大于真空區(qū)域外邊界的最大橫向尺寸，使得材料具有一定厚度。
[0028] 本發(fā)明提供的一種太赫茲微電真空折疊波導(dǎo)行波管放大器的慢波結(jié)構(gòu)，所述慢波 結(jié)構(gòu)包括:依次連接的n段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)，其中，n為正整數(shù)且n>2,第i段折疊波導(dǎo)慢波 結(jié)構(gòu)與第i+1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)滿足:gi<gw且
，gi為所述第i段折疊波導(dǎo)慢波 結(jié)構(gòu)的折疊度，Vi為所述第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的電子束輸入端口處電子速度，iG[l，n- 1]〇
[0029] 其中，所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的參數(shù)，如圖2所示，包括:折疊矩形波導(dǎo)寬邊a、折疊 矩形波導(dǎo)窄邊b、電子束孔徑D、軸向半周期長度P、整個周期的彎曲長度L、直波導(dǎo)長度h、彎 曲波導(dǎo)內(nèi)半徑r和彎曲波導(dǎo)外半徑R。
[0030] 具體的，按下式(1)確定所述第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的折疊度gi:
[0031]
Cl)
[0032] 式（I)中，Li為所述第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的整個周期的彎曲長度，hi為所述第i 段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長度，Pi為所述第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長度。
[0033] 折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)間的連接處位于折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)的中間位置，取前 后兩段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的各自一半直波導(dǎo)進(jìn)行連接。
[0034] 所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長度與所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長 度相互獨立，通過單獨減小所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長度、單獨增大所述折疊 波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長度、同時減小所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長度和增大所 述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長度增大所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的折疊度。
[0035] 所述依次連接的n段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)中，令j G [l，n]，第j段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu) 的電子束通道長度為Xj，第j段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的飽和長度為Zj,第1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu) 的起振長度為yo,則當(dāng)J = 1時，第1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的電子束通道長度Xi滿足：
當(dāng)jG a，n]時，第j段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的電子束通道長度X非馬足 <Zjo
[0036] 進(jìn)一步的，當(dāng)n = 2時一套0.345T化兩段式折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的實施例參數(shù)，山=日2 = 0.49mm，bi = b2 = 0.07mm，Di = D2 = 0.1 mm，Pi = O. 16mm,?2 = 0.155mm，hi = h2 = 0.15mm，其 中，ai和a2分別為第I段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的折疊矩形波導(dǎo)寬邊和第2段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu) 的折疊矩形波導(dǎo)寬邊，bi和b2分別為第1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的折疊矩形波導(dǎo)窄邊和第2段 折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的折疊矩形波導(dǎo)窄邊，Di和化分別為第1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的電子束孔 徑和第2段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的電子束孔徑，Pi和P2分別為第1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向 半周期長度和第2段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長度，hi和h2分別為第1段折疊波導(dǎo)慢 波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長度和第2段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長度。
[0037] 如圖3所示為兩段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)示意圖，將兩段折疊波導(dǎo)慢波結(jié) 構(gòu)依次連接，其折疊度依次為gi和g2,結(jié)構(gòu)2比結(jié)構(gòu)1的折疊度大，即gl<g2,其中，gi的選擇由 結(jié)構(gòu)1入口處的整體電子平均速度Vl決定，g2的選擇由結(jié)構(gòu)2入口處的絕大部分電子平均速 度V2決定，同時滿巧
折疊度
[003引結(jié)構(gòu)1和結(jié)構(gòu)2對比，電子速度降低，調(diào)整參數(shù)滿足hl<h2或者Pl>P2,或者同時滿 足兩式，可W實現(xiàn)gi<g2,對于波導(dǎo)寬邊a、窄邊b、電子束孔徑D等物理量，結(jié)構(gòu)1和結(jié)構(gòu)2相 同，取結(jié)構(gòu)1和結(jié)構(gòu)2各自一半的直波導(dǎo)無縫連接。
[0039]如圖4所示為n段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)示意圖，n段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)依 次連接過程同兩段折疊波導(dǎo)憬泌結(jié)構(gòu)連按討超相同，各段慢波結(jié)構(gòu)的折疊度依次增大，即 gi<g2<g3. . .<gn且滿足
'如圖5所示為0.345THZ均勻型折 疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的實施例的增益隨束-波互作用縱向長度的關(guān)系示意圖，該傳統(tǒng)均勻型折 疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的實施例中，折疊矩形波導(dǎo)寬邊a = 0.49mm、窄邊b = 0.07mm、電子束孔徑D =0.1 mm,t受波結(jié)構(gòu)軸向半周期長度P = 0.16mm,直波導(dǎo)長度h = 0.15mm。由圖5可W看出，該 實施例中，增益隨束-波互作用縱向長度的增長呈現(xiàn)先增后減的趨勢，在束-波互作用長度 為35.2mm時增益最大，為器件工作飽和點。
[0040] 如圖6所示為0.345T化兩段式折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的實施例的增益隨束-波互作用 縱向長度的關(guān)系示意圖，該兩段式折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的實施例中，折疊矩形波導(dǎo)寬邊a = 0.49mm、窄邊b = 0.07mm、電子束孔徑D = O. 1mm，慢波結(jié)構(gòu)軸向半周期長度Pi = O. 16mm, P2 = 0.155mm，直波導(dǎo)長度hi = h2 = 0.15mm。第一段慢波結(jié)構(gòu)長度為32mm，該長度范圍是在第一段 慢波結(jié)構(gòu)出現(xiàn)飽和點（35.2mm)之前。然后通過加長第二段慢波結(jié)構(gòu)的長度，觀察了增益隨 整體長度的關(guān)系。
[0041] 由圖5和圖6對比可W看出，相同長度下，兩段式慢波結(jié)構(gòu)的增益大于傳統(tǒng)均勻型 慢波結(jié)構(gòu)的增益。而且兩段式慢波結(jié)構(gòu)的飽和增益(36.4地)比傳統(tǒng)均勻型慢波結(jié)構(gòu)的飽和 增益(40.3dB)高出 10.6%。
[0042] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是：W上實施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡 管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然 可W對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何 修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種太赫茲微電真空折疊波導(dǎo)行波管放大器的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述慢波結(jié) 構(gòu)包括:依次連接的η段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)，其中，η為正整數(shù)且n>2,第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié) 構(gòu)與第i + 1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)滿足:gi<gi+l且^ = 為所述第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié) * 化1 構(gòu)的折疊度，VI為所述第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的電子束輸入端口處電子速度，ie[l，n- 1]〇2. 如權(quán)利要求1所述的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，按下式（1)確定所述第i段折疊波導(dǎo)慢波 結(jié)構(gòu)的折疊度gi:(1) 式（1)中，Li為所述第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的整個周期的彎曲長度，hi為所述第i段折 疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長度，Pi為所述第i段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長度。3. 如權(quán)利要求1所述的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)間的連接處位于折疊 波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)的中間位置，取前后兩段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的各自一半直波導(dǎo)進(jìn)行 連接。4. 如權(quán)利要求1所述的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長 度與所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長度相互獨立，通過單獨減小所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu) 的軸向半周期長度、單獨增大所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長度、同時減小所述折疊波 導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長度和增大所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長度增大所述折疊 波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的折疊度。5. 如權(quán)利要求1所述的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述依次連接的η段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu) 中，令j e [1，η]，第j段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的長度為^，第j段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的飽和長度 為zj，第1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的起振長度為y日，則當(dāng)j = l時，第1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的長 度XI滿足：扣+^=^<又,<2,.，當(dāng)^'居（1，11]時，第^'段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的電子束通道長度 Xji胃S:Xj<Zj。6. 如權(quán)利要求1所述的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的參數(shù)包括:折 疊矩形波導(dǎo)寬邊a、折疊矩形波導(dǎo)窄邊b、電子束孔徑D、軸向半周期長度P、整個周期的彎曲 長度L、直波導(dǎo)長度h、彎曲波導(dǎo)內(nèi)半徑r和彎曲波導(dǎo)外半徑R。7. 如權(quán)利要求1所述的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)n = 2時，曰1 =曰2 = 0.49mm，bi = b2 = 0.07mm，Di = D2 = 0. lmm，Pi = 0.16mm,P2 = 0.155mm，hi = h2 = 0.15mm，其中，ai和日2分別為第 1 段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的折疊矩形波導(dǎo)寬邊和第2段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的折疊矩形波導(dǎo)寬 邊，bi和b2分別為第1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的折疊矩形波導(dǎo)窄邊和第2段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu) 的折疊矩形波導(dǎo)窄邊，Di和化分別為第1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的電子束孔徑和第2段折疊波 導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的電子束孔徑，Pi和P2分別為第1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長度和第2 段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的軸向半周期長度，hi和h2分別為第1段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長 度和第2段折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的直波導(dǎo)長度。
【文檔編號】H01J23/24GK106098508SQ201610494868
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】張芳, 束小建, 董志偉, 孫會芳
【申請人】北京應(yīng)用物理與計算數(shù)學(xué)研究所