一种平面金属薄片曲折间隙慢波结构及其加工方法

    公开(公告)号:CN116031121B

    公开(公告)日:2024-08-20

    申请号:CN202211661936.X

    申请日:2022-12-23

    IPC分类号: H01J23/24 H01J9/00

    摘要: 本发明公开了一种平面金属薄片曲折间隙慢波结构及其加工方法,该结构包含一个中间段刻有周期性图案的槽即曲折间隙并形成等周期性结构的平面金属片,平面金属片左端、右端向前侧方延伸部分有逐步加宽的间隙,该间隙与中间段曲折间隙连通,以及内部有从左端到右端的矩形结构作为注波互作用的通道,左端、右端向前侧方的各一脊波导,脊波导作为输入输出结构耦合电磁波到注波互作用通道或耦合电磁波出注波互作用通道的金属外壳。本发明中的慢波结构不包含介质基底或支撑板,可以有效解决自由电子存在的情况下电介质衬底导致的介电损耗、电荷积累的问题,且平面金属薄片的厚度通常在百微米量级,不受加工工艺的限制。

    一种悬置加脊型微带线平面慢波结构

    公开(公告)号:CN116313696A

    公开(公告)日:2023-06-23

    申请号:CN202310105678.5

    申请日:2023-02-13

    IPC分类号: H01J23/24

    摘要: 本发明公开了一种悬置加脊型微带线平面慢波结构,与常规悬置微带线慢波结构不同,将周期性金属U形曲折微带线悬置起来,同时在微带线直线段部分加上了一段金属脊,这样表面印制有周期性加脊金属曲折微带线的介质基板主要起支撑作用,电磁波则主要分布在介质基板上下两侧的真空腔中,周期性金属曲折微带线上方将具有较强的纵向电场分布,因为在微带线的直线段加入了一段金属脊,从而可以进一步获得较大的耦合阻抗,最终提高微带线平面行波管放大器的互作用效率。以W波段的一个U型周期性悬置金属曲折微带线慢波结构为例,通过将U型周期性悬置金属曲折微带线加脊,在96GHz处的耦合阻抗提高了194%。

    一种基于多个介质杆支撑脊加载菱形曲折线慢波结构

    公开(公告)号:CN114203502B

    公开(公告)日:2023-03-14

    申请号:CN202111470006.1

    申请日:2021-12-03

    IPC分类号: H01J23/24 H01J23/00

    摘要: 本发明公开了一种基于多个介质杆支撑脊加载菱形曲折线慢波结构,在现有介质杆夹持菱形曲折线慢波结构基础上,通过金属外壳内部下侧表面刻出金属脊,减弱慢波结构的色散强度,从而提升行波管的工作频率和工作带宽,同时可以有效降低工作电压,提升行波管的效率;同时,金属慢波线的两侧夹持杆镶嵌在金属外壳内部的电子注宽边左右两侧,多根支撑金属慢波线的底侧夹持杆其下端卡在相邻金属脊之间形成的凹槽内,可以使结构更加的稳定,并且有效地解决了慢波结构的散热问题。此外,还通过将位于电子注宽边左右最外侧的两个底侧夹持杆的厚度沿电子注传输方向分为多段,并且厚度逐段加厚的方式来实现结构的相速度变化,从而抑制返波振荡,减小加工的难度。

    一种光栅扩展互作用腔结构

    公开(公告)号:CN114724906B

    公开(公告)日:2023-04-18

    申请号:CN202210508061.3

    申请日:2022-05-11

    IPC分类号: H01J25/11 H01J23/12 H01J23/20

    摘要: 本发明公开了一种光栅扩展互作用腔结构,在现有技术基础上,将与轴线夹角均为90度的光栅,调整为具有不同倾角的偏转光栅组合,这种偏转光栅组合可以改变能量的辐射角度,实现多周期光栅的能量在耦合腔内的有效耦合,同时将耦合腔的矩形壁改为弧面壁,耦合腔变为弧面耦合腔,使得光栅扩展互作用腔结构的光栅周期数可以进行有效扩展,从而解决了传统光栅扩展互作用腔结构的光栅数增多导致的模式竞争和腔内场隔离的问题,一方面有效降低了起振电流,解决了高频太赫兹频段难以起振的问题且提升了输出功率;另一方面有效提升了扩展互作用放大器的腔体调制能力,使光栅扩展互作用腔结构能够应该到工作频率0.65THz及以上,这样其在太赫兹源的产生和放大方面具有应用潜力。

    一种基于多个介质杆支撑脊加载菱形曲折线慢波结构

    公开(公告)号:CN114203502A

    公开(公告)日:2022-03-18

    申请号:CN202111470006.1

    申请日:2021-12-03

    IPC分类号: H01J23/24 H01J23/00

    摘要: 本发明公开了一种基于多个介质杆支撑脊加载菱形曲折线慢波结构,在现有介质杆夹持菱形曲折线慢波结构基础上,通过金属外壳内部下侧表面刻出金属脊,减弱慢波结构的色散强度,从而提升行波管的工作频率和工作带宽,同时可以有效降低工作电压,提升行波管的效率;同时,金属慢波线的两侧夹持杆镶嵌在金属外壳内部的电子注宽边左右两侧,多根支撑金属慢波线的底侧夹持杆其下端卡在相邻金属脊之间形成的凹槽内,可以使结构更加的稳定,并且有效地解决了慢波结构的散热问题。此外,还通过将位于电子注宽边左右最外侧的两个底侧夹持杆的厚度沿电子注传输方向分为多段,并且厚度逐段加厚的方式来实现结构的相速度变化,从而抑制返波振荡,减小加工的难度。

    一种V形矩形槽交错双栅波导慢波结构行波管

    公开(公告)号:CN114360988B

    公开(公告)日:2023-04-18

    申请号:CN202210017042.0

    申请日:2022-01-07

    IPC分类号: H01J23/24 H01J25/34

    摘要: 本发明公开了一种V形矩形槽交错双栅波导慢波结构行波管,包括V形金属栅、带状电子注通道、信号截断装置以及矩形金属外壳;当输入信号以TE模式经输入端口逐渐传播至渐变结构区,再经过渐变结构的模式转换,将矩形波导中TE模式的电磁信号转换为能与电子注进行互作用的TM模式,电子注在高频场信号的作用下发生速度调制和密度调制效应,此后,一方面,输入信号以及结构所产生的反射信号被信号截断装置所截断,另一方面,群聚了的电子注经信号截断装置可无损传输至行波管第二段,并且重新在V形矩形槽交错双栅波导慢波结构上激励起电磁波信号,而后再度与电子注进行互作用,实现信号的最终放大。

    一种V形矩形槽交错双栅波导慢波结构行波管

    公开(公告)号:CN114360988A

    公开(公告)日:2022-04-15

    申请号:CN202210017042.0

    申请日:2022-01-07

    IPC分类号: H01J23/24 H01J25/34

    摘要: 本发明公开了一种V形矩形槽交错双栅波导慢波结构行波管,包括V形金属栅、带状电子注通道、信号截断装置以及矩形金属外壳;当输入信号以TE模式经输入端口逐渐传播至渐变结构区,再经过渐变结构的模式转换,将矩形波导中TE模式的电磁信号转换为能与电子注进行互作用的TM模式,电子注在高频场信号的作用下发生速度调制和密度调制效应,此后,一方面,输入信号以及结构所产生的反射信号被信号截断装置所截断,另一方面,群聚了的电子注经信号截断装置可无损传输至行波管第二段,并且重新在V形矩形槽交错双栅波导慢波结构上激励起电磁波信号,而后再度与电子注进行互作用,实现信号的最终放大。

    一种金属薄膜周期平行列间隙结构THz辐射源

    公开(公告)号:CN116581006A

    公开(公告)日:2023-08-11

    申请号:CN202310563989.6

    申请日:2023-05-18

    摘要: 本发明公开了一种金属薄膜周期平行列间隙结构THz辐射源,包含一片沿带状电子注传输方向刻有与电子注传输方向垂直的周期性平行列间隙的金属薄膜以及一金属屏蔽外壳,金属薄膜平行焊接在金属屏蔽外壳内的中间位置,带状电子注从金属薄膜与金属屏蔽外壳之间的间隙掠过周期性平行列间隙的表面,激励起表面波并与其互作用,在输出端输出THz信号。经过测试,其TM10模下的工作频率达到0.29THz,比目前的50GHz大大提高,增加电压可以使THz辐射源工作在高次模,工作频率能达到1THz以上,而且不同本征模式的工作频率具有近似倍频的关系,通过调谐电压可以工作在不同本征模式即工作在THz波段的多个频点,这样使得THz辐射源具有宽带调谐特性。此外,在不改变薄膜大小的情况下,调谐本发明的间隙横向宽度可以改变工作的频率。

    一种太赫兹波段组合色散慢波结构

    公开(公告)号:CN116487238A

    公开(公告)日:2023-07-25

    申请号:CN202310454398.5

    申请日:2023-04-25

    IPC分类号: H01J23/24

    摘要: 本发明公开了一种太赫兹波段组合色散慢波结构,其两端分别为输入输出标准波导,在两个标准波导之间,将具有不同色散特性的单周期结构进行分段组合,每个单周期结构均由一个耦合腔、一个电子注通道、一个光栅间隙和一个调谐间隙组成;通过控制调谐间隙的尺寸,可以控制单周期结构的色散特性;将具有相同色散特性的单周期结构组成一段,每一段具有一定的周期数;再将不同色散段进行组合,构成组合色散慢波结构,其输入输出段由耦合孔过渡到标准波导。这种组合色散慢波结构,可以实现均匀周期结构所不具有的人造色散特性,通过将具有驻波色散和行波色散的单周期结构进行分段组合,从而使慢波器件获得更优的调制能力和带宽。该结构具有多样化的人造色散特性,在太赫兹真空源领域具有重要的应用价值。

    一种平面金属薄片曲折间隙慢波结构及其加工方法

    公开(公告)号:CN116031121A

    公开(公告)日:2023-04-28

    申请号:CN202211661936.X

    申请日:2022-12-23

    IPC分类号: H01J23/24 H01J9/00

    摘要: 本发明公开了一种平面金属薄片曲折间隙慢波结构及其加工方法,该结构包含一个中间段刻有周期性图案的槽即曲折间隙并形成等周期性结构的平面金属片,平面金属片左端、右端向前侧方延伸部分有逐步加宽的间隙,该间隙与中间段曲折间隙连通,以及内部有从左端到右端的矩形结构作为注波互作用的通道,左端、右端向前侧方的各一脊波导,脊波导作为输入输出结构耦合电磁波到注波互作用通道或耦合电磁波出注波互作用通道的金属外壳。本发明中的慢波结构不包含介质基底或支撑板,可以有效解决自由电子存在的情况下电介质衬底导致的介电损耗、电荷积累的问题,且平面金属薄片的厚度通常在百微米量级,不受加工工艺的限制。