一種l波段可調諧無磁場高功率微波器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高功率微波器件技術領域，具體涉及一種L波段可調諧無磁場高功率微波器件。
【背景技術】
[0002]高功率微波(HPM)—般是指峰值功率在100MW以上、工作頻率為I?300GHz范圍內的電磁波。高功率微波技術和微波器件的研究與發展已有30多年的歷史，近幾年來，隨著脈沖功率技術和等離子體物理的不斷發展，高功率微波技術發展迅速，尤其是在高功率微波源的研制方面取得了極大的進展。到目前為止，其功率水平相比普通微波源已提高了幾個量級，在電子對抗、雷達、微波離子加速器、微波加熱等軍用、民用和科學領域得到廣泛的應用，從而也使高功率微波成為一門新技術，它借助于現代強相對論電子束技術的巨大功率和能量儲備能力正向著更短波長和超高功率的方向發展。高功率微波器件的進一步實用化是小型化及應對多重效應目標。因此擺脫高功率微波器件的引導磁場系統以及器件可調諧是高功率微波器件應用發展的主要方向。
[0003]磁絕緣線振蕩器為同軸正交場器件，可以依靠自身強流電子束產生的磁場產生磁絕緣效應，在磁絕緣磁場引導下強流電子束與慢波結構互作用下產生高功率微波。磁絕緣線振蕩器工作原理為器件左端接高壓脈沖源，在強電場的作用下，電子以爆炸發射的方式從陰極的側面徑向。打到陰極負載上的電子通過支撐桿(連接陰極負載與圓波導套筒的金屬桿)流向陽極，形成磁絕緣電流。該電流產生一個與徑向電場正交的角向磁場。慢波結構區的電子在正交的電磁場作用下沿軸向漂移。電子束發射區徑向對應的陽極結構為同軸盤荷加載慢波結構，當電子束速度與慢波結構中最低本征模TMo1模相速度接近時形成束波諧振，電子的勢能轉換為場的能量，形成了強烈的輪輻，產生高功率微波。
[0004]磁絕緣線振蕩器中，輸出高功率微波頻率與慢波結構周期長度有很強的關聯度，通過改變慢波結構周期長度可以調節微波輸出頻率。磁絕緣線振蕩器中的慢波結構由帶有中心孔的盤荷波導組成。本發明的優點在于:利用帶有中心孔盤荷波導周期均勻可調發明技術，可以實現一種L波段磁絕緣線振蕩器頻率在線、遠程可調，單一磁絕緣線振蕩器可依次實現不同頻率的高功率微波輸出。
【發明內容】
[0005]作為各種廣泛且細致的研究和實驗的結果，本發明的發明人已經發現，通過對磁絕緣線振蕩器中慢波結構周期的均勻調節，可以實現一種L波段無磁場高功率微波器件微波頻率的調節，實現不同頻率的高功率微波輸出。基于這種發現，完成了本發明。
[0006]本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優點。
[0007]為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種L波段可調諧無磁場高功率微波器件，包括:
[0008]圓波導套筒，其內表面設置有與圓波導套筒軸線平行的卡槽；
[0009]同軸主慢波結構，其為多個具有中心孔的盤荷波導盤片，其包括從左到右依次設置在所述圓波導套筒內的微波厄流葉片、束波互作用葉片1、束波互作用葉片Π、束波互作用葉片m、束波互作用葉片IV和提取葉片;所述同軸主慢波結構與所述圓波導套筒同軸設置;所述同軸主慢波結構上均設置有與所述卡槽相匹配的卡扣;所述微波厄流葉片和提取葉片分別與所述圓波導套筒固定連接；
[0010]調節機構，其設置在圓波導套筒內；所述調節機構為一螺桿，所述螺桿的一端通過第一軸承與所述圓波導套筒連接;所述螺桿的另一端通過第二軸承與所述提取葉片連接；所述束波互作用葉片1、束波互作用葉片π、束波互作用葉片m、束波互作用葉片IV分別與所述螺桿螺紋連接；
[0011]徑向發射陰極，其中心對稱軸線與圓波導套筒的中心軸線重合，并位于所述多個具有中心孔的盤荷波導盤片的中心孔內；
[0012]陰極負載，其中心對稱軸線與圓波導套筒的中心軸線重合并位于其右端。
[0013]優選的是，所述陰極的發射材料為平絨，發射電流強度為40kA，陰極發射直徑為130mm，長度為 175mm。
[0014]優選的是，所述陰極負載的內外直徑分別為160mm和176mm;所述陰極端面與陰極負載內部端面之間的距離為24mm。
[0015]優選的是，所述提取葉片的內外直徑分別為220mm和275mm，厚度為5mm;所述微波厄流片的內外直徑分別為184mm和275mm，厚度為5mm;所述束波互作用葉片I與束波互作用葉片Π的內外直徑分別為184mm和275mm，厚度為5mm;所述束波互作用葉片ΙΠ與束波互作用葉片IV的內外直徑分別為200mm和275mm，厚度為5mm。
[0016]優選的是，所述微波厄流葉片與提取葉片之間的距離為183mm;所述提取葉片的端面與陰極負載的端面之間的距離為36_。
[0017]優選的是，所述螺桿由螺桿1、螺桿π、螺桿m和螺桿IV連接組成;所述束波互作用葉片I與螺桿I螺紋連接，其連接方式是通過在束波互作用葉片I上設置螺紋孔I，而在螺桿I上設置有與螺紋孔I相配合的螺紋I而實現的;所述束波互作用葉片Π與螺桿Π螺紋連接，其連接方式是通過在束波互作用葉片Π上設置螺紋孔Π，而在螺桿Π上設置有與螺紋孔Π相配合的螺紋π而實現的；所述束波互作用葉片m與螺桿m螺紋連接，其連接方式是通過在束波互作用葉片m上設置螺紋孔m，而在螺桿m上設置有與螺紋孔m相配合的螺紋m而實現的;所述束波互作用葉片IV與螺桿IV的螺紋連接是通過在束波互作用葉片IV上設置螺紋孔IV，而在螺桿IV上設置有與螺紋孔IV相配合的螺紋IV而實現的；所述螺紋孔1、螺紋孔π、螺紋孔m、螺紋孔IV的螺紋距成第一等差數列排列，所述螺紋孔IV的螺紋距為第一等差數列的公差;所述帶有螺紋I的螺桿1、帶有螺紋π的螺桿π、帶有螺紋m的螺桿m、帶有螺紋IV的螺桿IV的長度構成第二等差數列;所述螺紋1、螺紋π、螺紋m、螺紋IV的螺紋距構成第三等差數列排列;所述帶有螺紋IV的螺桿IV的長度和螺紋距分別為第二等差數列和第三等差數列的公差。
[0018]優選的是，所述螺紋孔1、螺紋孔Π、螺紋孔ΙΠ、螺紋孔IV的螺紋距分別為2mm、
1.5mm、lmm、0.5mm;所述帶有螺紋I的螺桿1、帶有螺紋Π的螺桿Π、帶有螺紋ΙΠ的螺桿ΙΠ、帶有螺紋IV的螺桿IV的長度分別為64mm、48mm、32mm、16mm，螺紋距分別為2mm、1.5mm、1mm、0.5mm；所述束波互作用葉片1、束波互作用葉片Π、束波互作用葉片ΙΠ、束波互作用葉片IV、提取葉片組成4個均勻周期的慢波結構，通過轉動螺桿，帶動所述束波互作用葉片1、束波互作用葉片π、束波互作用葉片m、束波互作用葉片IV沿著圓波導套筒內做軸線運動，運動距離成第四等差數列，使慢波結構的周期長度在27?43mm之間均勻調節;所述第四等差數列的公差為束波互作用葉片IV的運動距離。
[0019]優選的是，通過所述螺桿的轉動，將慢波結構的周期長度調節至27?43mm之間，并在所述陰極與圓波導套筒之間施加電壓400kV，陰極發射電流達到40kA，輸出的高功率微波頻率為1.47?1.63GHz。
[0020]優選的是，所述螺桿位于所述圓波導套筒的外部連接有旋轉柄。
[0021]本發明至少包括以下有益效果:利用螺桿對磁絕緣線振蕩器(微波器件)中慢波結構周期的均勻調節，可以實現一種L波段無磁場高功率微波器件輸出微波頻率在線可調，單一磁絕緣線振蕩器可依次實現頻率為1.47GHz至1.63GHz之間的高功率微波輸出。
[0022]本發明的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
【附圖說明】
:
[0023]圖1為本發明L波段可調諧無磁場高功率微波器件的正面剖視圖；
[0024]圖2為本發明帶有調節機構的L波段可調諧無磁場高功率微波器件的正面剖視圖；
[0025]圖3為本發明L波段可調諧無磁場高功率微波器件的調節機構的正視圖；
[0026]圖4為本發明束波互作用葉片I與圓波導套筒的連接結構示意圖。
【具體實施方式】
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[0027]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參