一種寬帶相對論速調(diào)管放大器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是微波電子學領域，具體是一種寬帶相對論速調(diào)管放大器。
【背景技術】
[0002]相對論速調(diào)管放大器(RKA)是最具潛力的高功率微波產(chǎn)生器件之一，由于RKA具有高功率、高效率、輸出微波相位和幅度穩(wěn)定的優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應用于通信、雷達、導航、直線加速器等領域。在加速器領域主要應用高峰值功率、窄帶工作的速調(diào)管。但在一些預警雷達系統(tǒng)中，由于抗干擾的需要，要求速調(diào)管具有一定的工作帶寬，而普通RKA的帶寬不大于5%，限制了其應用范圍，因此拓展相對論速調(diào)管放大器的帶寬是RKA研宄中的重點之一。
[0003]RKA帶寬主要由輸出段的帶寬和基波調(diào)制電流的帶寬(群聚段的帶寬)決定，展寬群聚段和輸出段的帶寬是實現(xiàn)寬帶速調(diào)管放大器的關鍵。目前，在傳統(tǒng)的相對論速調(diào)管放大器中，一般采用單間隙輸入腔、感性中間腔(中間腔的頻率高于工作頻率即中間腔呈感性)和單間隙輸出腔結(jié)構(gòu)，因此影響相對論速調(diào)管放大器帶寬的因素主要有三個:1.輸入腔Q值高且特性阻抗低，使得電子束經(jīng)過輸入腔后的束流帶寬不高。2.調(diào)制腔個數(shù)少且為了增加調(diào)制電流強度使調(diào)制腔冷腔頻率一般高于工作頻率(腔體呈感性)導致RKA群聚段的束流帶寬窄。3.輸出腔Q值較大和特性阻抗低，使得電子束在輸出腔間隙激勵起來的電場強度較高，引起部分電子回流和射頻擊穿引起RKA的輸出段帶寬低。
[0004]在傳統(tǒng)RKA輸入腔中，為了保證輸入腔中電場的角向均勻性和信號功率匹配注入輸入腔，常采用工作于模式的單間隙重入輸入腔，導致輸入腔Q值較高且特性阻抗較低，降低了輸入腔的工作帶寬。為了降低輸入腔Q值和提高其特性阻抗，需要在不引起輸入腔電場角向均勻性變差的情況下改進輸入腔結(jié)構(gòu)。
[0005]傳統(tǒng)RKA常采用一個或兩個中間腔，為了得到較高的調(diào)制電流強度，通常中間腔的諧振頻率都高于工作頻率而呈感性，導致束流經(jīng)過中間腔調(diào)制后的帶寬窄。為了增加RKA群聚段后的調(diào)制束流帶寬，需要合理設置中間腔的個數(shù)和頻率。
[0006]在傳統(tǒng)RKA中，為了保證輸出微波功率高、頻譜單一，常采用單間隙重入鼻錐輸出腔，導致輸出腔特性阻抗低和Q值較高，使得電子束在輸出腔間隙激勵起來的電場強度較高，引起部分電子回流和射頻擊穿，影響了 RKA輸出微波的帶寬。為了提高RKA輸出段的帶寬，需要提高輸出腔特性阻抗和降低Q值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的，就是針對現(xiàn)有技術所存在的不足，而提供一種寬帶相對論速調(diào)管放大器的技術方案，該方案采用多間隙輸入腔、兩個差參頻率調(diào)諧中間腔和多間隙輸出腔，提高相對論速調(diào)管放大器的帶寬到10%。
[0008]本方案是通過如下技術措施來實現(xiàn)的:一種寬帶相對論速調(diào)管放大器，包括有設置在漂移管上的輸入腔、輸出腔、第一中間腔、第二中間腔、第一輸出過渡段、第二輸出過渡段、收集極、支撐桿、輸出同軸線內(nèi)導體和輸出同軸線外導體；輸入腔設置在漂移管上靠近陰極的一端；輸入腔內(nèi)部設置有兩個輸入腔隔環(huán)；輸入腔的饋入系統(tǒng)設置有輸入同軸線外導體和輸入同軸線內(nèi)導體；第一中間腔設置在輸入腔和輸出腔之間靠近輸入腔的漂移管上；第二中間腔設置在輸入腔和輸出腔之間靠近輸出腔的漂移管上；輸出腔設置在漂移管上遠離陰極的一端；輸出腔后設置有第一輸出過渡段；支撐桿后方設置有第二輸出過渡段；第一輸出過渡段通過輸出同軸線外導體與負載連接；第二輸出過渡段通過輸出同軸線內(nèi)導體與負載連接；支撐桿將收集極和輸出同軸線內(nèi)導體固定在輸出同軸線外導體內(nèi)部。
[0009]作為本方案的優(yōu)選:輸出腔內(nèi)設置有輸出腔隔環(huán)。
[0010]作為本方案的優(yōu)選:第一中間腔的頻率低于中心頻率且比10%帶寬的下限頻率高至少100MH ;第一中間腔能對設計帶寬內(nèi)的低頻段信號進行調(diào)制。
[0011]作為本方案的優(yōu)選:第二中間腔的頻率高于中心頻率且比10%帶寬的上限頻率底至少100MH ;第二中間腔能夠?qū)υO計帶寬內(nèi)的中心段和高頻段的信號進行調(diào)制。
[0012]作為本方案的優(yōu)選:輸入腔內(nèi)設置有輸入腔隔環(huán)。
[0013]作為本方案的優(yōu)選:第一中間腔和第二中間腔上設置有鼻錐。
[0014]本方案的有益效果可根據(jù)對上述方案的敘述得知，由于在該方案中輸入腔的饋入系統(tǒng)采用輸入同軸線內(nèi)、外導體可以有效降低輸入腔的Q值、改善輸入腔中電場的角向均勻性并且輸入腔設置有兩個輸入腔隔環(huán)，增加了輸入腔的間隙數(shù)目，提高了輸入腔的特性阻抗且可以通過模式重疊使輸入腔頻率特性變得更平坦。同軸線饋入系統(tǒng)、低Q值高特性阻抗三間隙重疊模腔能展寬相對論速調(diào)管放大器輸入腔的帶寬。
[0015]第一中間腔的頻率低于中心頻率且比10%帶寬的下限頻率高至少100MH ;第一中間腔能對設計帶寬內(nèi)的低頻段信號進行調(diào)制。第二中間腔的頻率高于中心頻率且比10%帶寬的上限頻率底至少100MH ;第二中間腔能夠?qū)υO計帶寬內(nèi)的中心段和高頻段的信號進行調(diào)制。兩個差參頻率調(diào)諧中間腔可以拓展相對論速調(diào)管放大器群聚段的束流帶寬。
[0016]輸出腔內(nèi)設置有輸出腔隔環(huán)，使輸出腔成為雙間隙結(jié)構(gòu)，相比于單間隙輸出腔具有更高的特性阻抗、更低的間隙電壓，可以減輕電子回流和射頻擊穿，有利于改善RKA的輸出段帶寬。另外采用模和模頻率部分重疊使得雙間隙輸出腔的Q值很低，可以使RKA輸出段在頻帶內(nèi)獲得平坦的頻率特性、高特性阻抗、重疊模雙間隙輸出腔拓展了 RKA輸出段的帶寬。
[0017]由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有實質(zhì)性特點和進步，其實施的有益效果也是顯而易見的。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，I為漂移管，2為高頻信號，3為輸入腔，5為第一中間腔，7為第二中間腔，9為