速调管谐振腔特性参数的确定方法

摘要

本发明公开了速调管谐振腔特性参数的确定方法。在速调管谐振腔特性参数的确定方法中，速调管谐振腔特性参数包括所述谐振腔腔体的谐振频率和谐振腔的品质因数，该方法包括以下步骤：群时延曲线测量步骤，测量谐振腔的群时延曲线，以确定所述谐振腔腔体的谐振频率和耦合状态；驻波比曲线测量步骤，测量谐振腔的驻波比曲线；以及特性参数确定步骤，根据对驻波比曲线的测量结果以及所述谐振腔腔体的谐振频率和耦合状态，确定谐振腔的品质因数。本发明对过耦合和欠耦合的谐振腔均能适用，有效克服了现有技术中群时延曲线仅对过耦合谐振腔有意义的缺点，可用于速调管高损耗谐振腔特性参数的确定和优化。

权利要求

1.一种速调管谐振腔特性参数的确定方法，其特征在于，速调管谐振腔特性参数包括所述谐振腔腔体的谐振频率和谐振腔的品质因数，所述方法包括以下步骤：群时延曲线测量步骤，在该步骤中，测量谐振腔的群时延曲线，以确定所述谐振腔腔体的谐振频率和耦合状态；

驻波比曲线测量步骤，在该步骤中，测量谐振腔的驻波比曲线；以及特性参数确定步骤，在该步骤中，根据对驻波比曲线的测量结果以及所述谐振腔腔体的谐振频率和耦合状态，确定谐振腔的品质因数；

其中，谐振腔的品质因数包括谐振腔固有品质因数Q0，其中，在群时延曲线测量步骤中，记录群时延曲线的峰值处的横坐标f0作为谐振腔腔体的谐振频率，并将谐振腔腔体的耦合状态记为β，并且当群时延曲线具有正峰时表明谐振腔腔体过耦合，即β>1；当群时延曲线具有负峰时表明谐振腔腔体欠耦合，即β<1，其中，所述驻波比曲线测量步骤包括：确定驻波最小点S0，驻波最小点S0与谐振腔腔体的谐振频率f0相对应；

在驻波比曲线上，在驻波最小点S0上方选定驻波比为Sx的水平线，驻波比为Sx的水平线与驻波比曲线相交于频率分别为f1和f2的两点，且满足关系f1

其中，所述特性参数确定步骤包括按下式计算谐振腔固有品质因数Q0：

其中，Δf＝f2-f1；在β>1时β＝S0，在β<1时β＝1/S0。

2.根据权利要求1所述的速调管谐振腔特性参数的确定方法，其特征在于，谐振腔的品质因数还包括谐振腔有载品质因数QL，其中，所述特性参数确定步骤包括按下式计算谐振腔有载品质因数QL：

3.根据权利要求1所述的速调管谐振腔特性参数的确定方法，其特征在于，谐振腔的品质因数还包括谐振腔外部品质因数Qe，其中，所述特性参数确定步骤包括按下式计算谐振腔外部品质因数Qe：

4.一种速调管谐振腔特性参数的确定方法，其特征在于，速调管谐振腔特性参数包括所述谐振腔腔体的谐振频率和谐振腔的品质因数，所述方法包括以下步骤：群时延曲线测量步骤，在该步骤中，测量谐振腔的群时延曲线，以确定所述谐振腔腔体的谐振频率和耦合状态；

驻波比曲线测量步骤，在该步骤中，测量谐振腔的驻波比曲线；以及特性参数确定步骤，在该步骤中，根据对驻波比曲线的测量结果以及所述谐振腔腔体的谐振频率和耦合状态，确定谐振腔的品质因数；

其中，谐振腔的品质因数包括谐振腔有载品质因数QL，其中，在群时延曲线测量步骤中，当群时延曲线具有正峰时确定谐振腔腔体的耦合状态为过耦合，记录群时延曲线的峰值处的横坐标f0作为谐振腔腔体的谐振频率，群时延曲线的峰值对应的群时延τg>0，其中，所述特性参数确定步骤包括按下式计算谐振腔有载品质因数QL：QL＝πf0τg/2。

5.根据权利要求4所述的速调管谐振腔特性参数的确定方法，其特征在于，谐振腔的品质因数还包括谐振腔固有品质因数Q0，其中，所述驻波比曲线测量步骤包括：

确定驻波最小点S0，驻波最小点S0与谐振腔腔体的谐振频率f0相对应；

其中，所述特性参数确定步骤包括按下式计算谐振腔固有品质因数Q0：Q0＝(1+S0)QL。

6.根据权利要求5所述的速调管谐振腔特性参数的确定方法，其特征在于，谐振腔的品质因数还包括谐振腔外部品质因数Qe，其中，所述特性参数确定步骤包括按下式计算谐振腔外部品质因数Qe：

说明书

速调管谐振腔特性参数的确定方法

技术领域

[0001] 本发明涉及微波及毫米波电真空器件技术领域，尤其涉及速调管谐振腔特性参数的确定方法。

背景技术

[0002] 速调管自从1939年诞生以来，已经从最初简单的双腔速调管发展到了目前普遍采用重入式圆柱腔、同轴腔、哑铃形腔、扩展互作用腔、滤波器加载多间隙腔等各种复杂高频结构的阶段，与此相适应，电子注形式则包括单注、多注和带状注方案。速调管能够产生高频率的脉冲或连续波功率输出，同时由于其自身结构的特点—电子枪、互作用区和收集极相互分离，因而又具有很高的功率容量和可靠性。速调管作为一种高功率、高增益和高效率的微波、毫米波放大器件，同时兼具工作稳定可靠和长寿命的优点，这使其在科学研究、国防建设和工业生产领域获得了广泛的应用。目前，通过开发新的设计工具和应用新的工艺手段，将速调管的工作频率进一步向亚毫米波和太赫兹频段提升依然是各主要国家相关科研机构的研究热点。

[0003] 速调管的谐振腔通过间隙电场与电子注互作用进行能量交换，输入腔中，外部馈入的激励功率在谐振腔间隙建立起时变电场，对入射的直流电子注进行调制，使之轴向速度发生变化；群聚腔中，具有谐波电流成分的电子注激励起腔场，并反过来受到腔场的调制而获得进一步的群聚；输出腔中，高度群聚的电子注受到相位相反的腔场减速而向外交出能量，放大的电磁波通过波导输出到负载。因此，腔体的特性参数对速调管注波互作用的效率有重要影响，进而决定着器件整体性能的优劣。这其中，谐振腔的特性阻抗取决于腔体结构，在设计阶段已基本确定，而谐振频率和品质因数则需要进行实际测量并据此做出调整。尤其是对于输入、输出腔，由于与外部电路存在能量交换，上述参数的准确测量将更为重要。

[0004] 中国科学院电子学研究所在2007年发表的论文(群时延时间法求解速调管输出腔的外观品质因数Qext，张丁，曹静，缪亦珍等，真空科学与技术学报，Vol.27,No.5,pp.391-394)中描述了一种确定谐振腔频率和外观品质因数的方法，参考图1。按照该方法，首先在电磁分析软件CST中建立谐振腔的三维模型，由软件计算出群时延曲线，群时延曲线峰值位置对应的横坐标f0即为腔体的谐振频率，将曲线峰值τg代入公式Q＝πf0τg/2则可计算出谐振腔的外观品质因数。论文中指出，通过与实验结果以及ISFEL3D中反射相位法所得结果的比较，该方法的正确性和有效性得到了验证。进而推知，可以直接使用CST软件对谐振腔的具体结构做进一步优化。

[0005] 对于上述张丁等人所述的方法，其成立的前提是输出腔的固有品质因数Q0远大于外观品质因数Qe，即腔内电磁场能量的丧失主要源于供给外部负载而非腔体的自身损耗。但在毫米波速调管中，谐振腔体积很小且为提高特性阻抗常采用多间隙结构，此时，鉴于高频电磁场在金属表面的损耗较大，同时还伴随着腔内表面积增加的不利因素，因而有可能导致谐振腔的Q0与Qe在数值上接近，甚至出现Q0

[0006] 由上述方法的流程可见，设计者似乎可以直接根据电磁分析软件CST的结果加工实际腔体的结构。实际上，由于数值计算软件的结果准确性极大地依赖于网格剖分方法、网格数量、结构细节的近似程度以及复杂边界的处理方法，因此，在具体指导实际腔体设计时，首先需要通过与实验结果的比对来校验其准确性，之后在合适的参数设置和工作环境下才可进一步对腔体结构进行优化，尤其是对于形状复杂的高频率谐振腔，这一过程非常重要，通常不能省略。

发明内容

[0007] (一)要解决的技术问题

[0008] 为了解决相关技术中的上述问题，本发明提供速调管谐振腔特性参数的确定方法，本发明对过耦合和欠耦合的谐振腔均能适用，有效克服了现有技术中群时延曲线仅对过耦合谐振腔有意义的缺点，可用于速调管高损耗谐振腔特性参数的确定和优化。

[0009] (二)技术方案

[0010] 根据本发明的一方面，提供一种速调管谐振腔特性参数的确定方法，速调管谐振腔特性参数包括所述谐振腔腔体的谐振频率和谐振腔的品质因数，所述方法包括以下步骤：群时延曲线测量步骤，在该步骤中，测量谐振腔的群时延曲线，以确定所述谐振腔腔体的谐振频率和耦合状态；驻波比曲线测量步骤，在该步骤中，测量谐振腔的驻波比曲线；以及特性参数确定步骤，在该步骤中，根据对驻波比曲线的测量结果以及所述谐振腔腔体的谐振频率和耦合状态，确定谐振腔的品质因数。

[0011] 优选地，谐振腔的品质因数包括谐振腔固有品质因数Q0，其中，在群时延曲线测量步骤中，记录群时延曲线的峰值处的横坐标f0作为谐振腔腔体的谐振频率，并将谐振腔腔体的耦合状态记为β，并且当群时延曲线具有正峰时表明谐振腔腔体过耦合，即β>1；当群时延曲线具有负峰时表明谐振腔腔体欠耦合，即β<1，其中，所述驻波比曲线测量步骤包括：确定驻波最小点S0，驻波最小点S0与谐振腔腔体的谐振频率f0相对应；在驻波比曲线上，在驻波最小点S0上方选定驻波比为Sx的水平线，驻波比为Sx的水平线与驻波比曲线相交于频率分别为f1和f2的两点，且满足关系f1

[0012]

[0013] 其中，Δf＝f2-f1；在β>1时β＝S0，在β<1时β＝1/S0。

[0014] 优选地，谐振腔的品质因数还包括谐振腔有载品质因数QL，其中，所述特性参数确定步骤包括按下式计算谐振腔有载品质因数QL：

[0015]

[0016] 优选地，谐振腔的品质因数还包括谐振腔外部品质因数Qe，其中，所述特性参数确定步骤包括按下式计算谐振腔外部品质因数Qe：

[0017]

[0018] 优选地，其特征在于，谐振腔的品质因数包括谐振腔有载品质因数QL，其中，在群时延曲线测量步骤中，当群时延曲线具有正峰时确定谐振腔腔体的耦合状态为过耦合，记录群时延曲线的峰值处的横坐标f0作为谐振腔腔体的谐振频率，群时延曲线的峰值对应的群时延τg>0，其中，所述特性参数确定步骤包括按下式计算谐振腔有载品质因数QL：

[0019] QL＝πf0τg/2。

[0020] 优选地，谐振腔的品质因数还包括谐振腔固有品质因数Q0，其中，所述驻波比曲线测量步骤包括：确定驻波最小点S0，驻波最小点S0与谐振腔腔体的谐振频率f0相对应；其中，所述特性参数确定步骤包括按下式计算谐振腔固有品质因数Q0：

[0021] Q0＝(1+S0)QL。

[0022] 优选地，谐振腔的品质因数还包括谐振腔外部品质因数Qe，其中，所述特性参数确定步骤包括按下式计算谐振腔外部品质因数Qe：

[0023]

[0024] (三)有益效果

[0025] 本发明的有益效果是：

[0026] a、在由实验确定谐振腔特性参数的过程中，首先通过测量群时延曲线判断腔体的耦合状态，之后再通过测量驻波比曲线，从驻波比曲线上选取若干数据点，进而由公式逐一计算出腔体的品质因数。该方法对过耦合和欠耦合的谐振腔均能适用，有效克服了群时延曲线仅对过耦合谐振腔有意义的缺点，特别适合于速调管高损耗谐振腔。由于工作于高频段的复杂结构谐振腔常因表面损耗过大、耦合口尺寸不合理等各种原因出现欠耦合，因而本发明所述的方法具有更为普遍的意义。

[0027] b、本发明所述的方法给出了一种设计速调管谐振腔的流程，首先使用电磁分析软件对腔体进行初始的物理设计，再据此完成结构设计并加工组装冷测模型；接着，通过对模型的精确实验测量确定谐振腔的基本特性参数，进而修正计算软件的相关设置；在确保仿真与实验结果一致的基础上，通过反复调整结构模型，优化设计出性能符合要求的谐振腔。该方法中包含了软件仿真与实验测量比对的环节，并且考虑到对软件中的基本设置进行修正，因而设计流程更加科学合理、所得结果更加准确可信。这在发展高频率速调管中的扩展互作用谐振腔、带状注速调管中的多间隙哑铃形谐振腔、具有调谐膜片的矩形方腔等复杂结构腔体时是必不可少的步骤。

附图说明

[0028] 图1示出现有技术的一种速调管谐振腔设计方法的流程图。

[0029] 图2示出根据本发明的一个实施例的一种用于速调管谐振腔特性参数的测量和优化的方法的流程图。

[0030] 图3示出根据本发明的一个实施例的一种速调管谐振腔特性参数的确定方法的流程图。

[0031] 图4示出根据本发明的一个实施例的一种速调管谐振腔特性参数的优化方法的流程图。

[0032] 图5是根据本发明的一个实施例的用于速调管谐振腔测量实验系统的连接示意图。

[0033] 图6是根据本发明的一个实施例的实测欠耦合谐振腔群时延曲线的示例。

[0034] 图7是根据本发明的一个实施例的实测过耦合谐振腔群时延曲线的示例。

[0035] 图8是根据本发明的一个实施例的实测谐振腔驻波比曲线的示例。

[0036] 图9是根据本发明的一个实施例的在驻波比曲线上选取若干数据点以计算谐振腔固有品质因数的示意图。

具体实施方式

[0037] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。在本发明的附图中，相同的标号表示相同的部件。

[0038] 在本发明中，速调管谐振腔特性参数包括所述谐振腔腔体的谐振频率f0和谐振腔的品质因数。优选地，谐振腔的品质因数包括谐振腔固有品质因数Q0、谐振腔外部品质因数Qe、谐振腔有载品质因数QL。本领域技术人员可以理解，本发明中的速调管谐振腔特性参数可以包括谐振腔腔体的谐振频率f0、谐振腔固有品质因数Q0、谐振腔外部品质因数Qe、谐振腔有载品质因数QL这四项中的任一项或几项。

[0039] 图2示出根据本发明的一个实施例的一种用于速调管谐振腔特性参数的测量和优化的方法的流程图。

[0040] 本发明的一个实施例的一种用于速调管谐振腔特性参数的测量和优化的方法，具体流程如图2所示。实验测量系统的构成如图5所示，包括待测谐振腔1、输出波导2、波导同轴转换3和矢量网络分析仪(矢网)4。

[0041] 在速调管中，输入腔和输出腔与外界存在能量交换，因而有下述关系式：

[0042]

[0043] 其中，QL为谐振腔有载品质因数。如图5所示，使用矢网由单端口方法测得的有载品质因数为QL，但是当Q0>>Qe时，可以近似地认为Qe≈QL，这就是测量低损耗谐振腔时依据的原理。固有品质因数Q0越大，近似的准确程度越好。

[0044] 对于高损耗谐振腔，若矢网测出的群时延曲线呈现负峰，如图6所示，则无法由曲线峰值τg(τg<0)直接计算出有载品质因数QL，这对应腔体Q0

[0045] 图3示出根据本发明的一个实施例的一种速调管谐振腔特性参数的确定方法的流程图。

[0046] 如图3所示，该方法包括以下步骤：群时延曲线测量步骤310，在该步骤中，测量谐振腔的群时延曲线，以确定所述谐振腔腔体的谐振频率和耦合状态；驻波比曲线测量步骤320，在该步骤中，测量谐振腔的驻波比曲线；以及特性参数确定步骤330，在该步骤中，根据对驻波比曲线的测量结果以及所述谐振腔腔体的谐振频率和耦合状态，确定谐振腔的品质因数。

[0047] 优选地，在根据本发明的一个实施例的一种速调管谐振腔特性参数的确定方法中，谐振腔的品质因数包括谐振腔固有品质因数Q0。优选地，在群时延曲线测量步骤310中，记录群时延曲线的峰值处的横坐标f0作为谐振腔腔体的谐振频率，并将谐振腔腔体的耦合状态记为β，并且当群时延曲线具有正峰时表明谐振腔腔体过耦合，即β>1；当群时延曲线具有负峰时表明谐振腔腔体欠耦合，即β<1。优选地，驻波比曲线测量步骤320包括：确定驻波最小点S0，驻波最小点S0与谐振腔腔体的谐振频率f0相对应；在驻波比曲线上，在驻波最小点S0上方选定驻波比为Sx的水平线，驻波比为Sx的水平线与驻波比曲线相交于频率分别为f1和f2的两点，且满足关系f1

[0048]

[0049] 其中，Δf＝f2-f1；在β>1时β＝S0，在β<1时β＝1/S0。

[0050] 优选地，谐振腔的品质因数还包括谐振腔有载品质因数QL。优选地，特性参数确定步骤330包括按下式计算谐振腔有载品质因数QL：

[0051]

[0052] 优选地，谐振腔的品质因数还包括谐振腔外部品质因数Qe。优选地，特性参数确定步骤330包括按下式计算谐振腔外部品质因数Qe：

[0053]

[0054] 优选地，谐振腔的品质因数包括谐振腔有载品质因数QL。优选地，在根据本发明的另一个实施例的一种速调管谐振腔特性参数的确定方法中，在群时延曲线测量步骤310中，当群时延曲线具有正峰时确定谐振腔腔体的耦合状态为过耦合，记录群时延曲线的峰值处的横坐标f0作为谐振腔腔体的谐振频率，群时延曲线的峰值对应的群时延τg>0。优选地，特性参数确定步骤330包括按下式计算谐振腔有载品质因数QL：

[0055] QL＝πf0τg/2。

[0056] 优选地，谐振腔的品质因数还包括谐振腔固有品质因数Q0。优选地，驻波比曲线测量步骤320包括：确定驻波最小点S0，驻波最小点S0与谐振腔腔体的谐振频率f0相对应。优选地，特性参数确定步骤330包括按下式计算谐振腔固有品质因数Q0：

[0057] Q0＝(1+S0)QL。

[0058] 优选地，谐振腔的品质因数还包括谐振腔外部品质因数Qe。优选地，特性参数确定步骤330包括按下式计算谐振腔外部品质因数Qe：

[0059]

[0060] 图4示出根据本发明的一个实施例的一种速调管谐振腔特性参数的优化方法的流程图。

[0061] 如图4所示，根据本发明的一个实施例的一种速调管谐振腔特性参数的优化方法包括以下步骤：

[0062] 步骤410，获得速调管谐振腔的初始特性参数；

[0063] 步骤420，采用根据权利要求1所述的方法来确定速调管谐振腔的特性参数；以及[0064] 步骤430，将初始特性参数和所确定的特性参数相比较，根据比较结果来对速调管谐振腔特性参数进行优化。

[0065] 本发明对过耦合和欠耦合的谐振腔均能适用，有效克服了现有技术中群时延曲线仅对过耦合谐振腔有意义的缺点，可用于速调管高损耗谐振腔特性参数的确定和优化。

[0066] 在本发明图2所示的用于速调管高损耗谐振腔特性参数的测量和优化的方法中，结合了以上参照图3说明的根据本发明的一个实施例的一种速调管谐振腔特性参数的确定方法、和参照图4说明的根据本发明的一个实施例的一种速调管谐振腔特性参数的优化方法。

[0067] 具体而言，为了准确获得高损耗谐振腔的谐振频率f0、固有品质因数Q0和外部品质因数Qe，并对谐振腔进行优化，如图2所示的根据本发明的一个实施例的一种用于速调管高损耗谐振腔特性参数的测量和优化的方法可以包括如下步骤：

[0068] 1)通过对现有腔体进行缩放或重新设计，在三维电磁分析软件中设置合理的计算环境并建立谐振腔结构模型，经优化获得特性参数基本符合要求的速调管谐振腔的初始结构参数。

[0069] 2)根据谐振腔的初始结构完成结构设计、零件加工并组装好冷测模型。

[0070] 3)使用矢网对组装好的谐振腔冷测模型进行测量，具体如下：

[0071] 3a)按图5所示，将矢网4与待测谐振腔1连接好，由单端口法测出群时延曲线，如图7所示。记录曲线峰值处的横坐标f0，此时可知，谐振腔谐振频率即为f0，曲线具有正峰表明腔体过耦合，若曲线峰值对应的群时延τg>0，则谐振腔有载品质因数QL可由下式计算：

[0072] QL＝πf0τg/2

[0073] 式中，通常取频率f0的单位为GHz，群时延τg的单位为ns，则可直接得到无量纲的QL值。

[0074] 在本发明所述的更一般情况下，通过对群时延曲线的测量，除确定谐振腔谐振频率f0之外，主要的目的在于判断谐振腔的耦合状态：曲线具有正峰表明腔体过耦合，即腔体固有品质因数Q0大于外部品质因数Qe；曲线具有负峰表明腔体欠耦合，即腔体固有品质因数Q0小于外部品质因数Qe。

[0075] 3b)保持矢网4与待测谐振腔1的连接状态不变，由单端口法测出驻波比曲线，如图8所示。驻波最小点S0与输入腔的谐振频率f0相对应。参考图9，在最小点S0的上方做一驻波比为Sx的水平线与驻波比曲线相交于频率分别为f1和f2的两点，且满足关系f1

[0076] 4)综合3b)中对驻波比曲线的测量结果以及3a)中由群时延曲线对腔体耦合状态所做的判断，可以计算出谐振腔固有品质因数Q0的数值，即

[0077]

[0078] 其中，Δf＝f2-f1；β表示耦合状态，在过耦合β>1时β＝S0，在欠耦合β<1时β＝1/S0；Sx是任意选定的驻波比值。

[0079] 对于谐振腔的有载品质因数QL和外部品质因数Qe，可进一步由下面的公式计算：

[0080]

[0081]

[0082] 至此，已通过实验测量和后续运算，获得了谐振腔的特性参数f0、Q0、QL和Qe的数值。

[0083] 5)将根据软件仿真得到的谐振腔特性参数与实验结果相比较，如果二者存在差异，则通过修改电磁分析软件中的相关设置(包括检查网格类型、网格数量、边界条件、结构细节是否遗漏等)重新进行计算，如果二者吻合较好，则进入下一步。

[0084] 6)保持有关参数设置合理的软件环境不变，调整谐振腔的关键结构尺寸，通过反复的优化修改，获得所有特性参数满足目标要求的仿真结果，完成速调管谐振腔的设计。

[0085] 下面，以某X波段速调管谐振腔的分析结果为例对根据本发明的一个实施例的速调管谐振腔特性参数的确定方法做进一步说明。对于欠耦合(β<1)的腔体，由矢网测得对应腔体驻波比曲线最小点处的频率f0＝10.268GHz，该点的驻波比S0＝5.6，当取不同的Sx值时，所得的计算结果列在表1中，可见这些结果具有很好的一致性。对于过耦合(β>1)的腔体，由测得的驻波比曲线得知f0＝10.066GHz及S0＝4.7，与之相应的计算结果列在表2中。对于过耦合的正常腔体，在矢网上使用相位法测得QL＝439.2，这与表2中由驻波比曲线计算出的结果符合得很好，这从另一方面证明了依据本发明的速调管谐振腔特性参数的确定方法对腔体特性进行分析是正确的。

[0086] 表1由驻波比曲线得到的欠耦合谐振腔的品质因数

[0087]

[0088]

[0089] 表2由驻波比曲线得到的过耦合谐振腔的品质因数

[0090]

[0091] 本发明的其它优选实施例：

[0092] (1)对于不存在耦合口的中间腔，谐振腔的能量只损耗在腔体内壁上，因而QL＝Q0且Qe＝∞。此时，对腔体谐振频率f0和固有品质因数Q0的测量可以采用半功率点法。

[0093] (2)对于过耦合的谐振腔，可以通过群时延曲线直接得到腔体的谐振频率f0和有载品质因数QL，再从驻波比曲线上读出频率f0处的驻波比S0，则可由下面的两式直接计算出腔体的固有品质因数Q0和外部品质因数Qe，即：

[0094] Q0＝(1+S0)QL

[0095]

[0096] 在过耦合谐振腔中，群时延曲线有实际的物理意义，这有助于简化计算过程。

[0097] 本发明的有益效果：

[0098] a、在由实验确定谐振腔特性参数的过程中，首先通过测量群时延曲线判断腔体的耦合状态，之后再通过测量驻波比曲线，从驻波比曲线上选取若干数据点，进而由公式逐一计算出腔体的品质因数。该方法对过耦合和欠耦合的谐振腔均能适用，有效克服了群时延曲线仅对过耦合谐振腔有意义的缺点。由于工作于高频段的复杂结构谐振腔常因表面损耗过大、耦合口尺寸不合理等各种原因出现欠耦合，因而本发明所述的方法具有更为普遍的意义。

[0099] b、本发明所述的方法给出了一种设计速调管谐振腔的流程，首先使用电磁分析软件对腔体进行初始的物理设计，再据此完成结构设计并加工组装冷测模型；接着，通过对模型的精确实验测量确定谐振腔的基本特性参数，进而修正计算软件的相关设置；在确保仿真与实验结果一致的基础上，通过反复调整结构模型，优化设计出性能符合要求的谐振腔。该方法中包含了软件仿真与实验测量比对的环节，并且考虑到对软件中的基本设置进行修正，因而设计流程更加科学合理、所得结果更加准确可信。这在发展高频率速调管中的扩展互作用谐振腔、带状注速调管中的多间隙哑铃形谐振腔、具有调谐膜片的矩形方腔等复杂结构腔体时是必不可少的步骤。

[0100] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。