多組螺旋線并列慢波結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多組螺旋線并列慢波結(jié)構(gòu)，該慢波結(jié)構(gòu)包括平行設(shè)置且并聯(lián)的多個(gè)螺旋線(7)。通過上述實(shí)施方式，本發(fā)明使用一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多組慢波結(jié)構(gòu)放大功能，比獨(dú)立的多個(gè)慢波結(jié)構(gòu)體積小，重量輕，多組慢波之間的距離小，可以在L、S、C、X、Ku等波段滿足半波長(zhǎng)的要求，滿足相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)對(duì)發(fā)射單元之間距離為半波長(zhǎng)的要求。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電子器件領(lǐng)域，具體地，涉及一種多組螺旋線并列慢波結(jié)構(gòu)。 多組螺旋線并列慢波結(jié)構(gòu)

【背景技術(shù)】
[0002] 在微波真空器件領(lǐng)域中，行波管是應(yīng)用最廣泛的器件。慢波結(jié)構(gòu)是行波管的核心， 電磁場(chǎng)與電子的能量交換是在慢波中實(shí)現(xiàn)的。行波管自誕生以來，廣泛采用兩種慢波系統(tǒng)， 即螺旋線慢波結(jié)構(gòu)和休斯型耦合腔慢波結(jié)構(gòu)。然而兩種慢波結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)，螺旋線慢波 結(jié)構(gòu)的帶寬很寬，但功率容量小，適用于寬帶中小功率行波管；休斯型耦合腔慢波結(jié)構(gòu)功率 容量大，但帶寬較窄。螺旋線行波管主要用于電子對(duì)抗和通訊，耦合腔行波管主要用于雷達(dá) 發(fā)射機(jī)。
[0003] 由于雷達(dá)體制向相控陣?yán)走_(dá)方向發(fā)展，相控陣?yán)走_(dá)要求發(fā)射單元之間的距離為半 波長(zhǎng)，但行波管單個(gè)體積較大，在現(xiàn)有技術(shù)中很難在C、X等高頻率波段用于相控陣?yán)走_(dá)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種多組螺旋線并列慢波結(jié)構(gòu)，該慢波結(jié)構(gòu)在一定程度上減 小了螺旋線之間的距離，采用多個(gè)螺旋線并列技術(shù)，輸出功率合成后可以提高螺旋線行波 管輸出功率。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種多組螺旋線并列慢波結(jié)構(gòu)，所述慢波結(jié)構(gòu)包 括平行設(shè)置且并聯(lián)的多個(gè)螺旋線。
[0006] 優(yōu)選地，所述慢波結(jié)構(gòu)設(shè)置有多個(gè)平行的柱形通孔且每個(gè)柱形通孔的兩端分別設(shè) 置有輸入口和輸出口，每個(gè)所述螺旋線的兩端分別為輸入端和輸出端，所述輸入端和輸出 端分別從所述輸入口和輸出口引出。
[0007] 優(yōu)選地，所述慢波結(jié)構(gòu)包括沿所述通孔的軸向方向相間隔的分布的多個(gè)導(dǎo)電隔 板、設(shè)置在所述導(dǎo)電隔板的間隔中的鐵極靴以及設(shè)置在所述導(dǎo)電隔板外側(cè)并填充所述鐵極 靴之間的間隔的永磁體，所述導(dǎo)電隔板和鐵極靴設(shè)置有同軸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] 優(yōu)選地，所述柱形通孔內(nèi)設(shè)置有絕緣夾持機(jī)構(gòu)，所述螺旋線的輸入端和輸出端通 過所述絕緣夾持機(jī)構(gòu)固定于相對(duì)應(yīng)的所述柱形通孔內(nèi)。
[0009] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述絕緣夾持機(jī)構(gòu)為絕緣桿，在所述螺旋線的輸入端和輸出端，圍 繞所述柱形通孔的內(nèi)壁設(shè)置有多個(gè)所述絕緣桿。
[0010] 更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述螺旋線的輸入端和輸出端分別設(shè)置有2-3個(gè)所述絕緣桿。
[0011] 優(yōu)選地,所述絕緣夾持機(jī)構(gòu)的材料為BeO陶瓷或BN陶瓷。
[0012] 優(yōu)選地，多個(gè)所述螺旋線的輸入功率、輸出功率、增益、效率以及相位相同。
[0013] 優(yōu)選地，所述鐵極靴、所述導(dǎo)電隔板、所述永磁體、所述絕緣夾持機(jī)構(gòu)為一體成型 的。
[0014] 優(yōu)選地，所述導(dǎo)電隔板的寬度小于所述鐵極靴的寬度。
[0015] 通過上述實(shí)施方式，本發(fā)明使用一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)多組慢波結(jié)構(gòu)放大功能， 比獨(dú)立的多個(gè)慢波結(jié)構(gòu)體積小，重量輕，多組慢波之間的距離小，可以在L、S、C、X、Ku等波 段滿足半波長(zhǎng)的要求，滿足相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)對(duì)發(fā)射單元之間距離為半波長(zhǎng)的要求。
[0016] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0018] 圖1是本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的多組螺旋線并列慢波結(jié)構(gòu)的截面結(jié)構(gòu)示意 圖；以及
[0019] 圖2是圖1中的A-A'截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 附圖標(biāo)記說明
[0021] 1 導(dǎo)電隔板 2 鐵極靴
[0022] 3 輸入端 4 輸出端
[0023] 5 永磁體 6 絕緣夾持機(jī)構(gòu)
[0024] 7 螺旋線。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0026] 圖1是本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的多組螺旋線7并列慢波結(jié)構(gòu)的截面結(jié)構(gòu)示意 圖，圖2是圖1中的A-A'截面的結(jié)構(gòu)示意圖，在一種最優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1或圖2所 示的一種多組螺旋線并列慢波結(jié)構(gòu)，慢波結(jié)構(gòu)包括平行設(shè)置且并聯(lián)的多個(gè)螺旋線7,通過上 述實(shí)施方式，本發(fā)明使用一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多組慢波結(jié)構(gòu)放大功能，比獨(dú)立的多個(gè)行波管 體積小，重量輕，多組慢波之間的距離小，可以在L、S、C、X、Ku等波段滿足半波長(zhǎng)的要求，滿 足相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)對(duì)發(fā)射單元之間距離為半波長(zhǎng)的要求。
[0027] 在該種實(shí)施方式中，慢波結(jié)構(gòu)設(shè)置有多個(gè)平行的柱形通孔且每個(gè)柱形通孔的兩端 分別設(shè)置有輸入口和輸出口，每個(gè)螺旋線7的兩端分別為輸入端3和輸出端4,輸入端3和 輸出端4分別從輸入口和輸出口引出，通過上述實(shí)施方式使得螺旋線從兩個(gè)端口引出，通 過將每個(gè)螺旋線接通而形成一個(gè)獨(dú)立的行波管慢波結(jié)構(gòu)，通過多個(gè)螺旋線7的平行設(shè)置使 得輸出功率合成后可以提高螺旋線7行波管輸出功率。在該種實(shí)施方式中，慢波結(jié)構(gòu)可以 包括沿通孔的軸向方向相間隔的分布的多個(gè)導(dǎo)電隔板1、設(shè)置在導(dǎo)電隔板1的間隔中的鐵 極靴2以及設(shè)置在導(dǎo)電隔板1外側(cè)并填充鐵極靴2之間的間隔的永磁體5,導(dǎo)電隔板1和鐵 極靴2設(shè)置有同軸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，通過 上述實(shí)施方式，永磁體5和鐵極靴2構(gòu)成周期磁場(chǎng)，可以對(duì)電子束進(jìn)行聚焦.
[0028] 在該種實(shí)施方式中，柱形通孔內(nèi)設(shè)置有絕緣夾持機(jī)構(gòu)6,螺旋線7的輸入端3和輸 出端4通過絕緣夾持機(jī)構(gòu)6固定于相對(duì)應(yīng)的柱形通孔內(nèi)，以使得輸入端3和輸出端4的螺 旋線7不會(huì)輕易晃動(dòng)使得上述結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。
[0029] 在該種優(yōu)選實(shí)施方式中，絕緣夾持機(jī)構(gòu)6為絕緣桿，在螺旋線7的輸入端3和輸出 端4,圍繞柱形通孔的內(nèi)壁設(shè)置有多個(gè)絕緣桿，通過絕緣桿夾持螺旋線7以防止螺旋線7發(fā) 生松動(dòng)。
[0030] 其中，絕緣桿可以從輸入端3和輸出端4伸入柱形通孔內(nèi)預(yù)定長(zhǎng)度，從而在夾持輸 入端3和輸出端4的同時(shí)能夠?qū)β菪€7的靠近輸入端3和輸出端4的部分實(shí)施引導(dǎo)。在 該種實(shí)施方式中，螺旋線7的輸入端3和輸出端4分別設(shè)置有2-3個(gè)絕緣桿，S卩，在輸入端3 和輸出端4中的任意一端需要2-3根進(jìn)行固定，輸出端4和輸入端3 -共通過4根或6根 圓柱形絕緣桿或長(zhǎng)方體絕緣桿進(jìn)行固定。
[0031] 在上述實(shí)施方式，絕緣夾持機(jī)構(gòu)6的材料可以為BeO陶瓷或BN陶瓷，在航空航天 領(lǐng)域一般都采用BeO陶瓷或BN陶瓷這種材料。
[0032] 在上述實(shí)施方式中，多個(gè)螺旋線7的輸入功率、輸出功率、增益、效率以及相位都 相同，通過上述實(shí)施方式，可以更好地對(duì)電子束進(jìn)行聚焦，使其電參數(shù)具有高度的一致性。 如上所述，并聯(lián)的N個(gè)螺旋線7可以看做N個(gè)獨(dú)立的慢波結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)的相似性，包括N 個(gè)螺旋線7的慢波結(jié)構(gòu)可以認(rèn)為是N個(gè)行波放大器，N個(gè)行波放大器具有相同的特性，輸入 功率、輸出功率、增益、效率、相位等電參數(shù)高度一致。
[0033] 其中，N個(gè)螺旋線7構(gòu)成的N個(gè)行波放大器可以獨(dú)立并列工作，特別適用于相控陣 雷達(dá)。每個(gè)行波放大器可以作為相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射機(jī)的一個(gè)單元，N個(gè)螺旋線7構(gòu)成的N個(gè) 行波放大器可以組成N個(gè)發(fā)射單元。可選擇地，N個(gè)螺旋線7構(gòu)成的N個(gè)行波放大器也可 以合成功率后再集中輸出。
[0034] 此外，N個(gè)螺旋線7可以使用與常規(guī)螺旋線相同的設(shè)計(jì)方法提高效率、提高帶寬、 提高輸出功率、提高增益等技術(shù)，如相速跳變、慢波加載、螺旋線焊接、增加中間段慢波等， 均不影響慢波結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。
[0035] 在該種實(shí)施方式中，鐵極靴2、導(dǎo)電隔板1、永磁體5、絕緣夾持機(jī)構(gòu)6為一體成型 的。上述實(shí)施方式，既可以保證多組螺旋線7慢波的一致性，也可以使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，工藝難度 降低。
[0036] 在一種實(shí)施方式中，導(dǎo)電隔板1的寬度小于鐵極靴2的寬度。使得慢波結(jié)構(gòu)的效 率更高通過上述結(jié)構(gòu)保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性且極大程度的節(jié)省材料也減輕了重量。
[0037] 由于本發(fā)明的慢波結(jié)構(gòu)中的多個(gè)慢波為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，可以使用同一組電源給慢 波供電，這樣可以減小電源的體積、重量和復(fù)雜度性。
[0038] 以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí) 施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn) 單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0039] 另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛 盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可 能的組合方式不再另行說明。
[0040] 此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本 發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1. 一種多組螺旋線并列慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述慢波結(jié)構(gòu)包括平行設(shè)置且并聯(lián)的 多個(gè)螺旋線（7)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述慢波結(jié)構(gòu)設(shè)置有多個(gè)平行的柱 形通孔且每個(gè)柱形通孔的兩端分別設(shè)置有輸入口和輸出口，每個(gè)所述螺旋線（7)的兩端分 別為輸入端（3)和輸出端（4)，所述輸入端（3)和輸出端（4)分別從所述輸入口和輸出口引 出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述慢波結(jié)構(gòu)包括沿所述柱形通孔 的軸向方向相間隔的分布的多個(gè)導(dǎo)電隔板（1)、設(shè)置在所述導(dǎo)電隔板（1)的間隔中的鐵極 靴⑵以及設(shè)置在所述導(dǎo)電隔板⑴外側(cè)并填充所述鐵極靴⑵之間的間隔的永磁體（5)， 所述導(dǎo)電隔板（1)和鐵極靴（2)設(shè)置有同軸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. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柱形通孔內(nèi)設(shè)置有絕緣夾持機(jī) 構(gòu)（6)，所述螺旋線（7)的輸入端（3)和輸出端（4)通過所述絕緣夾持機(jī)構(gòu)（6)固定于相對(duì) 應(yīng)的所述柱形通孔內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣夾持機(jī)構(gòu)（6)為絕緣桿，在 所述螺旋線（7)的輸入端（3)和輸出端（4)，圍繞所述柱形通孔的內(nèi)壁設(shè)置有多個(gè)所述絕緣 桿。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述螺旋線（7)的輸入端⑶和輸出 端（4)分別設(shè)置有2-3個(gè)所述絕緣桿。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4-6中任意一項(xiàng)所述的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣夾持機(jī)構(gòu)（6) 的材料為BeO陶瓷或BN陶瓷。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，多個(gè)所述螺旋線（7)的輸入功率、輸 出功率、增益、效率以及相位相同。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鐵極靴（2)、所述導(dǎo)電隔板（1)、 所述永磁體（5)、所述絕緣夾持機(jī)構(gòu)（6)為一體成型的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的慢波結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電隔板（1)的寬度小于所述 鐵極靴（2)的寬度。
【文檔編號(hào)】H01J23/27GK104157537SQ201410443940
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】沈旭東, 張麗 申請(qǐng)人:安徽華東光電技術(shù)研究所