【技術實現步驟摘要】
雙模式的梯形擴展互作用速調管的參數確定方法及裝置
[0001]本專利技術屬于梯形擴展互作用速調管
，具體涉及一種雙模式的梯形擴展互作用速調管的參數確定方法及裝置。
技術介紹
[0002]目前，毫米波輻射源的諸多研究存在著大量的潛在應用，在這些輻射源中，梯形擴展互作用速調管放大器(EIA)具有高效率、高增益、高穩定性和特征阻抗R/Q高的優勢，因此，擴展互作用結構可以縮短電路長度，減少對電子束聚焦系統的要求，同時，其內部的全金屬多間隙空腔結構有利于提高散熱能力和功率容量，且梯形電路的結構非常適用于在毫米寬范圍內的加工、組裝和測量，所以，其得到了廣泛的實際應用。
[0003]擴展互作用速調管的工作模式通常為駐波模式(TM11
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π模式和TM11
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2π模式)，并且由于工作在駐波模式下，其工作帶寬小于行波管，甚至小于速調管，所以，這樣的特性導致了擴展互作用速調管其實是一種具有窄帶高效率特征的真空電子器件；而為了寬帶速調管的研制，有許多科研工作者對擴展互作用結構的返波模、甚至多模工作的進行了大量的研究。
[0004]在實際應用中，對寬帶毫米波擴展互作用速調管的研究，只涉及到一個駐波模式，即僅支持在TM11
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2π槽模下工作，而不能在兩種TM11
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2π模式下工作，同時，雖然CPI(一個研究速調管的公司)已經報道了可通過耦合到多個腔諧振以增加帶寬的方法，來支持兩種工作模式，但是，如何得出支持兩種TM11
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2π模式的速...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種雙模式的梯形擴展互作用速調管的參數確定方法，其特征在于，應用于具有雙工作模式的梯形擴展互作用速調管，其中，所述梯形擴展互作用速調管包括輸入諧振腔、中間諧振腔、輸出諧振腔以及注入管，所述注入管按照所述梯形擴展互作用速調管內的電子傳播方向依次貫穿所述輸入諧振腔、所述中間諧振腔和所述輸出諧振腔，所述輸入諧振腔、所述中間諧振腔和所述輸出諧振腔均包括從上至下依次設置的兩耦合腔以及位于兩耦合腔之間的耦合槽，且所述雙工作模式包括TM11
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2π槽模工作模式和TM11
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2π腔模工作模式；其中，所述方法包括：獲取所述梯形擴展互作用速調管在兩種工作模式下的標定工作參數；基于所述標定工作參數，確定出任一耦合腔的最小腔體深度以及任一耦合槽的最小槽體深度，其中，所述任一耦合腔的腔體深度越小，所述任一耦合腔的諧振頻率越高；依據所述最小腔體深度，計算出所述任一耦合腔的腔體深度參數區間，以及依據所述最小槽體深度，計算出所述任一耦合槽的槽體深度參數區間；根據所述腔體深度參數區間和所述槽體深度參數區間，構建出支持所述梯形擴展互作用速調管在所述TM11
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2π槽模工作模式或所述TM11
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2π腔模工作模式下運行的結構參數集合，其中，所述結構參數集合包含有若干組結構參數，且每組結構參數包括所述任一耦合腔的預選腔體深度和所述任一耦合槽的預選槽體深度；基于所述結構參數集合中的每組結構參數，計算出所述梯形擴展作用速調管在各組結構參數下進行工作時的第一諧振頻率和第二諧振頻率，其中，所述第一諧振頻率用于表征所述梯形擴展互作用速調管處于TM11
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2π腔模工作模式時的諧振頻率，所述第二諧振頻率用于表征所述梯形擴展互作用速調管處于TM11
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2π槽模工作模式時的諧振頻率；基于所述梯形擴展互作用速調管在每組結構參數下進行工作時的第一諧振頻率和第二諧振頻率，以及所述標定工作參數，從各組結構參數中，確定出所述梯形擴展互作用速調管的最優結構參數。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述標定工作參數包括：目標波參數、所述梯形擴展互作用速調管處于TM11
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2π腔模工作模式時的第一標定諧振頻率以及處于TM11
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2π槽模工作模式時的第二標定諧振頻率，其中，所述目標波參數為所述梯形擴展互作用速調管以預定條件工作時，所述梯形擴展互作用速調管內電磁場所等效的TE10波的參數；其中，基于所述標定工作參數，確定出任一耦合腔的最小腔體深度以及任一耦合槽的最小槽體深度，包括：基于所述第一標定諧振頻率和所述目標波參數，計算出所述任一耦合腔的最小腔體深度，以及基于所述第二標定諧振頻率和所述目標波參數，計算出所述任一耦合槽的最小槽體深度。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述目標波參數包括：TE10波的橫向波數和縱向波數，其中，基于所述第二標定諧振頻率和所述目標波參數，計算出所述任一耦合槽的最小槽體深度，包括：依據所述第二標定諧振頻率、所述TE10波的橫向波數和縱向波數，并按照如下公式(1)，計算出所述任一耦合槽的最小槽體深度；
上述公式(1)中，f
c2
表示所述第二標定諧振頻率，m和n依次表示所述TE10波的橫向波數和縱向波數，a和b依次表示所述任一耦合槽的橫向尺寸和縱向尺寸，c表示光速，且所述任一耦合槽的橫向尺寸用于表征任一耦合槽的最小槽體深度。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，基于結構參數集合中的每組結構參數，計算出梯形擴展作用速調管在各組結構參數下進行工作時的第一諧振頻率和第二諧振頻率，包括：對于任一組結構參數，利用電磁場波動方程和所述任一組結構參數，計算出梯形擴展作用速調管在所述任一組結構參數下進行工作時的第一諧振頻率和第二諧振頻率。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述標定工作參數包括：所述梯形擴展互作用速調管處于TM11
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2π腔模工作模式時的第一標定諧振頻率以及處于TM11
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2π槽模工作模式時的第二標定諧振頻率；其中，基于所述梯形擴展互作用速調管在每組結構參數下進行工作時的第一諧振頻率和第二諧振頻率，以及所述標定工作參數，從各組結構參數中，確定出所述梯形擴展互作用速調管的最優結構參數，包括：對于所述梯形擴展互作用速調管在第i組結構參數下進行工作時的第一諧振頻率和第二諧振頻率，計算所述梯形擴展互作用速調管在第i組結構參數下進行工作時的第一諧振頻率與所述第一標定諧振頻率之間的第一相對偏差限，以及所述梯形擴展互作用速調管在第i組結構參數下進行工作時的第二諧振頻率與所述第二標定諧振頻率之間的第二相對偏差...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐徹，盧佳妮，李濤，唐先鋒，唐永亮，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：發明
國別省市：
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