多组螺旋线并列慢波结构

摘要

本发明公开了一种多组螺旋线并列慢波结构，该慢波结构包括平行设置且并联的多个螺旋线(7)。通过上述实施方式，本发明使用一个整体结构，实现多组慢波结构放大功能，比独立的多个慢波结构体积小，重量轻，多组慢波之间的距离小，可以在L、S、C、X、Ku等波段满足半波长的要求，满足相控阵雷达发射机对发射单元之间距离为半波长的要求。

权利要求

1.一种多组螺旋线并列慢波结构，其特征在于，所述慢波结构包括平行设置且并联的多个螺旋线(7)。

2.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，所述慢波结构设置有多个平行的柱形通孔且每个柱形通孔的两端分别设置有输入口和输出口，每个所述螺旋线(7)的两端分别为输入端(3)和输出端(4)，所述输入端(3)和输出端(4)分别从所述输入口和输出口引出。

3.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，所述慢波结构包括沿所述柱形通孔的轴向方向相间隔的分布的多个导电隔板(1)、设置在所述导电隔板(1)的间隔中的铁极靴(2)以及设置在所述导电隔板(1)外侧并填充所述铁极靴(2)之间的间隔的永磁体(5)，所述导电隔板(1)和铁极靴(2)设置有同轴的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔一起限定所述柱形通孔。

4.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，所述柱形通孔内设置有绝缘夹持机构(6)，所述螺旋线(7)的输入端(3)和输出端(4)通过所述绝缘夹持机构(6)固定于相对应的所述柱形通孔内。

5.根据权利要求4所述的慢波结构，其特征在于，所述绝缘夹持机构(6)为绝缘杆，在所述螺旋线(7)的输入端(3)和输出端(4)，围绕所述柱形通孔的内壁设置有多个所述绝缘杆。

6.根据权利要求5所述的慢波结构，其特征在于，所述螺旋线(7)的输入端(3)和输出端(4)分别设置有2-3个所述绝缘杆。

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的慢波结构，其特征在于，所述绝缘夹持机构(6)的材料为BeO陶瓷或BN陶瓷。

8.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，多个所述螺旋线(7)的输入功率、输出功率、增益、效率以及相位相同。

9.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，所述铁极靴(2)、所述导电隔板(1)、所述永磁体(5)、所述绝缘夹持机构(6)为一体成型的。

10.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，所述导电隔板(1)的宽度小于所述铁极靴(2)的宽度。

说明书

多组螺旋线并列慢波结构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电子器件领域，具体地，涉及一种多组螺旋线并列慢波结构。

背景技术

[0002] 在微波真空器件领域中，行波管是应用最广泛的器件。慢波结构是行波管的核心，电磁场与电子的能量交换是在慢波中实现的。行波管自诞生以来，广泛采用两种慢波系统，即螺旋线慢波结构和休斯型耦合腔慢波结构。然而两种慢波结构各有优缺点，螺旋线慢波结构的带宽很宽，但功率容量小，适用于宽带中小功率行波管；休斯型耦合腔慢波结构功率容量大，但带宽较窄。螺旋线行波管主要用于电子对抗和通讯，耦合腔行波管主要用于雷达发射机。

[0003] 由于雷达体制向相控阵雷达方向发展，相控阵雷达要求发射单元之间的距离为半波长，但行波管单个体积较大，在现有技术中很难在C、X等高频率波段用于相控阵雷达。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种多组螺旋线并列慢波结构，该慢波结构在一定程度上减小了螺旋线之间的距离，采用多个螺旋线并列技术，输出功率合成后可以提高螺旋线行波管输出功率。

[0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种多组螺旋线并列慢波结构，所述慢波结构包括平行设置且并联的多个螺旋线。

[0006] 优选地，所述慢波结构设置有多个平行的柱形通孔且每个柱形通孔的两端分别设置有输入口和输出口，每个所述螺旋线的两端分别为输入端和输出端，所述输入端和输出端分别从所述输入口和输出口引出。

[0007] 优选地，所述慢波结构包括沿所述通孔的轴向方向相间隔的分布的多个导电隔板、设置在所述导电隔板的间隔中的铁极靴以及设置在所述导电隔板外侧并填充所述铁极靴之间的间隔的永磁体，所述导电隔板和铁极靴设置有同轴的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔一起限定所述柱形通孔。

[0008] 优选地，所述柱形通孔内设置有绝缘夹持机构，所述螺旋线的输入端和输出端通过所述绝缘夹持机构固定于相对应的所述柱形通孔内。

[0009] 进一步优选地，所述绝缘夹持机构为绝缘杆，在所述螺旋线的输入端和输出端，围绕所述柱形通孔的内壁设置有多个所述绝缘杆。

[0010] 更进一步优选地，所述螺旋线的输入端和输出端分别设置有2-3个所述绝缘杆。

[0011] 优选地，所述绝缘夹持机构的材料为BeO陶瓷或BN陶瓷。

[0012] 优选地，多个所述螺旋线的输入功率、输出功率、增益、效率以及相位相同。

[0013] 优选地，所述铁极靴、所述导电隔板、所述永磁体、所述绝缘夹持机构为一体成型的。

[0014] 优选地，所述导电隔板的宽度小于所述铁极靴的宽度。

[0015] 通过上述实施方式，本发明使用一个整体结构，能够实现多组慢波结构放大功能，比独立的多个慢波结构体积小，重量轻，多组慢波之间的距离小，可以在L、S、C、X、Ku等波段满足半波长的要求，满足相控阵雷达发射机对发射单元之间距离为半波长的要求。

[0016] 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

[0017] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

[0018] 图1是本发明的一种优选实施方式的多组螺旋线并列慢波结构的截面结构示意图；以及

[0019] 图2是图1中的A-A’截面的结构示意图。

[0020] 附图标记说明

[0021] 1 导电隔板 2 铁极靴

[0022] 3 输入端 4 输出端

[0023] 5 永磁体 6 绝缘夹持机构

[0024] 7 螺旋线。

具体实施方式

[0025] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

[0026] 图1是本发明的一种优选实施方式的多组螺旋线7并列慢波结构的截面结构示意图，图2是图1中的A-A’截面的结构示意图，在一种最优选的实施方式中，如图1或图2所示的一种多组螺旋线并列慢波结构，慢波结构包括平行设置且并联的多个螺旋线7，通过上述实施方式，本发明使用一个整体结构，实现多组慢波结构放大功能，比独立的多个行波管体积小，重量轻，多组慢波之间的距离小，可以在L、S、C、X、Ku等波段满足半波长的要求，满足相控阵雷达发射机对发射单元之间距离为半波长的要求。

[0027] 在该种实施方式中，慢波结构设置有多个平行的柱形通孔且每个柱形通孔的两端分别设置有输入口和输出口，每个螺旋线7的两端分别为输入端3和输出端4，输入端3和输出端4分别从输入口和输出口引出，通过上述实施方式使得螺旋线从两个端口引出，通过将每个螺旋线接通而形成一个独立的行波管慢波结构，通过多个螺旋线7的平行设置使得输出功率合成后可以提高螺旋线7行波管输出功率。在该种实施方式中，慢波结构可以包括沿通孔的轴向方向相间隔的分布的多个导电隔板1、设置在导电隔板1的间隔中的铁极靴2以及设置在导电隔板1外侧并填充铁极靴2之间的间隔的永磁体5，导电隔板1和铁极靴2设置有同轴的第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔一起限定柱形通孔，通过上述实施方式，永磁体5和铁极靴2构成周期磁场，可以对电子束进行聚焦.[0028] 在该种实施方式中，柱形通孔内设置有绝缘夹持机构6，螺旋线7的输入端3和输出端4通过绝缘夹持机构6固定于相对应的柱形通孔内，以使得输入端3和输出端4的螺旋线7不会轻易晃动使得上述结构比较稳定。

[0029] 在该种优选实施方式中，绝缘夹持机构6为绝缘杆，在螺旋线7的输入端3和输出端4，围绕柱形通孔的内壁设置有多个绝缘杆，通过绝缘杆夹持螺旋线7以防止螺旋线7发生松动。

[0030] 其中，绝缘杆可以从输入端3和输出端4伸入柱形通孔内预定长度，从而在夹持输入端3和输出端4的同时能够对螺旋线7的靠近输入端3和输出端4的部分实施引导。在该种实施方式中，螺旋线7的输入端3和输出端4分别设置有2-3个绝缘杆，即，在输入端3和输出端4中的任意一端需要2-3根进行固定，输出端4和输入端3一共通过4根或6根圆柱形绝缘杆或长方体绝缘杆进行固定。

[0031] 在上述实施方式，绝缘夹持机构6的材料可以为BeO陶瓷或BN陶瓷，在航空航天领域一般都采用BeO陶瓷或BN陶瓷这种材料。

[0032] 在上述实施方式中，多个螺旋线7的输入功率、输出功率、增益、效率以及相位都相同，通过上述实施方式，可以更好地对电子束进行聚焦，使其电参数具有高度的一致性。如上所述，并联的N个螺旋线7可以看做N个独立的慢波结构。由于结构的相似性，包括N个螺旋线7的慢波结构可以认为是N个行波放大器，N个行波放大器具有相同的特性，输入功率、输出功率、增益、效率、相位等电参数高度一致。

[0033] 其中，N个螺旋线7构成的N个行波放大器可以独立并列工作，特别适用于相控阵雷达。每个行波放大器可以作为相控阵雷达发射机的一个单元，N个螺旋线7构成的N个行波放大器可以组成N个发射单元。可选择地，N个螺旋线7构成的N个行波放大器也可以合成功率后再集中输出。

[0034] 此外，N个螺旋线7可以使用与常规螺旋线相同的设计方法提高效率、提高带宽、提高输出功率、提高增益等技术，如相速跳变、慢波加载、螺旋线焊接、增加中间段慢波等，均不影响慢波结构的实现。

[0035] 在该种实施方式中，铁极靴2、导电隔板1、永磁体5、绝缘夹持机构6为一体成型的。上述实施方式，既可以保证多组螺旋线7慢波的一致性，也可以使设计简洁，工艺难度降低。

[0036] 在一种实施方式中，导电隔板1的宽度小于铁极靴2的宽度。使得慢波结构的效率更高通过上述结构保证结构的稳定性且极大程度的节省材料也减轻了重量。

[0037] 由于本发明的慢波结构中的多个慢波为一个整体结构，可以使用同一组电源给慢波供电，这样可以减小电源的体积、重量和复杂度性。

[0038] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

[0039] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

[0040] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。