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申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

摘要：本发明涉及高功率微波技术领域的微波源器件，具体涉及一种引入阶梯阴极的永磁封装X波段同轴速调管振荡器，利用扩大阴阳极间距和阶梯阴极抑制电子束侧发射，属于高功率微波技术领域；采用了阶梯阴极抑制侧发射产生的回流电子通过增大阴阳极间距，阶梯阴极的引入使得阴极右端电子束发射区域阴阳极间距变大，从而降低阴极侧面径向电场，并通过高频结构非均匀化，通过改变调制腔在径向上的排布，使之处于不同的半径下，形成径向非均匀化，从而提高功率效率；本发明可以克服永磁封装下电子束侧发射问题，具有低电子束侧发射特性，输出功率效率高，工作稳定等优点。

主权项：1.一种引入阶梯阴极的永磁封装X波段同轴速调管振荡器，其特征在于：包括阴极座1、阶梯阴极2、阳极外筒3、内筒4、一级漂移段5、谐振反射腔6、二级漂移段7、调制腔8、三级漂移段9、提取腔10、四级漂移段11、调节块12、收集极13、输出波导14，整个结构关于中心轴线旋转对称；所述同轴速调管振荡器一端连接脉冲功率源，另一端连接辐射系统；定义连接脉冲功率源的一端为同轴速调管振荡器的左端，连接辐射系统的一端为同轴速调管振荡器的右端；阶梯阴极2是一个阶梯状薄壁圆筒，嵌套于阴极座1上，外半径为R13，内半径为R14，R13＞R14，过渡部分的投影长度为L1，投影高度为6mm，其右端与内半径为R14，宽为L2的圆筒连接，为降低过渡部分的场强，L1取值为12mm-60mm，L2取值为10mm-15mm；阳极外筒3由两段半径不一致的圆柱筒组成，其中左端靠近阴极一侧的圆柱筒内半径为R1；内筒4为一个半径不等的圆柱形导体，与阳极外筒3上的各种空腔一起形成电子束调制空腔以及微波输出结构；一级漂移段5为一个外半径为R3，内半径为R15，宽为L16的圆环形空腔，L16根据电子束相位设计，取值为工作波长λ的0.4-0.8倍；谐振反射腔6为一个外半径为R2，内半径为R16的圆环形空腔，R2＞R3＞R15＞R16，宽L3，L3取值为工作波长λ的0.5-0.7倍；二级漂移段7是一个外半径为R3，内半径为R15，R3＞R15，宽L17的圆环形空腔，L17取值为工作波长λ的0.3-0.4倍；调制腔8由四个横截面均为矩形的圆环形空腔组成，从左往右第一个圆环形空腔的外半径为R4，内半径为R17，宽为L4，L4取值为工作波长λ的0.3-0.5倍；第二个、第三个与第四个圆环形空腔的外半径均为R6，R6＜R5，内半径均为R19，R19＞R17，第二个圆环形空腔宽L5，第三个圆环形空腔宽L6，第四个圆环形空腔宽L7，L5与L6以及L7取值为工作波长λ的0.3-0.5倍；外筒上第一第二个圆环形空腔之间的间隔为L18，半径为R5，R5＞R3，L18取值为工作波长λ的0.2-0.3倍；外筒上后三个圆环形空腔之间的间隔分别为L19与L20，半径均为R3，L19与L20取值为工作波长λ的0.2-0.3倍；内筒上第一第二个圆环形空腔之间的间隔为L18，半径为R18，R18＜R15；内筒上后三个圆环形空腔之间的间隔分别为L19与L20，半径均为R15；三级漂移段9是一个外半径为R7，内半径为R15，宽L8的圆环形空腔，R7＜R5，L8取值为工作波长λ的0.5-0.7倍；提取腔10由三个横截面均为矩形的圆环形空腔构成，从左往右第一个、第二个和第三个圆环形空腔的外半径与内半径均相同，分别为R8与R21，第一个圆环形空腔宽L9，第二个圆环形空腔宽L10，第三个圆环形空腔宽L11，L9与L10以及L11取值为工作波长λ的0.3-0.4倍；外筒上三个圆环形空腔的间隔分别为L21与L22，半径均为R9，L21与L22取值为工作波长λ的0.2-0.3倍；内筒上三个圆环形空腔的间隔分别为L21与L22，半径均为R20；四级漂移段11是一个外半径R10，内半径为R21，宽为L12的圆环形空腔，L12取值为工作波长λ的0.5-0.7倍；调节块12位于输出波导14中，与输出波导左端入口的距离为L25，用于调节提取腔的外部品质因子，其外半径为R23，内半径为R22，宽L15，L15取值为工作波长λ的0.1-0.2倍；收集极13是一个横截面为直角梯形的圆环形空腔，外半径为R12，R12＞R10，内半径为R23，上底边长度为L14，斜边的投影长度为L13，L13和L14根据电子束轰击位置和磁场位形在电磁场仿真软件中综合设计；输出波导14与收集极13之间由一个外半径为R11，内半径为R23的圆环阻隔，可阻挡电子束轰击收集极产生的等离子体扩散到输出波导内影响高功率微波的输出；输出波导14与提取腔10之间由一个横截面为矩形与直角梯形组合的圆环形空腔连接，矩形部分外半径为R23，内半径为R21，宽L23，直角梯形部分斜边的投影长度为L24，L23取值为工作波长λ的0.1-0.2倍，L24取值为工作波长λ的0.5-0.6倍，L23和L24根据电子束轰击位置和磁场位形在电磁场仿真软件中综合设计；输出波导14是一个外半径为R23，内半径为R24的同轴波导，用于高功率微波的输出。

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