技术领域
[0001] 本
发明涉及微波电
真空器件技术领域，尤其是微波电真空器件中的一种工作频段从直流到Ka波段的超宽带微波管能量耦合结构。
背景技术
[0002] 微波管输能窗是用来为微波管输入与输出能量的部件，在结构上要保持微波管内真空状态；在电气性能上，让微波
信号尽可能无损耗地从管外传输线传送到管内慢波线或者腔体（或从慢波线、腔体输送到管外的传输线）。
[0003] 微波管输能窗设计的良好与否，将直接影响到管子的工作频带以及增益和增益平坦度。此外，在微波管的输入端，过大的反射功率会使
输入信号对
电子束的调制降低，使得互作用效率降低；在微波管的输出端，过大的反射功率被缩减器吸收，容易使缩减器发热烧坏，因此在微波管中，要求输入、输出部件与微波管匹配良好，其
频率响应特性应大于管子的工作带宽。然而，工作在毫米波频带范围内的微波管，随着工作频率升高，器件本身的尺寸变小，输能窗的设计和制造更加困难，零件的加工和
焊接偏差将会引起信号的明显反射。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服上述
缺陷，提供一种结构简单、制作方便，可应用到超宽带微波管中的超宽带微波管能量耦合结构。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] 一种超宽带微波管能量耦合结构，包括：介质陶瓷窗片、外导体和内导体；所述介质陶瓷窗片和所述内导体均设置于所述外导体的内部；所述介质陶瓷窗片与所述外导体固定连接，其上设置有圆孔；所述内导体穿过所述圆孔并与所述介质陶瓷窗片固定连接；所述外导体和内导体同轴。通过上述设置，可有效地降
低信号反射，减小信号反射功率。
[0007] 进一步的，在所述外导体上位于其与所述介质陶瓷窗片的连接处设置有向外凹的阶变过渡段。通过阶变过渡段的设置，可以满足阻抗匹配条件，减少反射损耗。
[0008] 进一步的，所述外导体和所述内导体的两端均采用渐变过渡结构，由此构成渐变过渡段，渐变过渡段的直径朝靠近端部的方向逐渐变小。外导体和内导体两端均采用渐变过渡结构的效果在于：易与SMA接头连接，便于测试使用。
[0009] 进一步的，所述外导体包括阶变过渡段，所述外导体两侧以所述阶变过渡段的轴线为对称轴对称设置；所述外导体一侧包括依次连接的第一平直段、第一渐变过渡段和第二平直段，所述第一平直段与所述阶变过渡段的下部连接。
[0010] 进一步的，所述内导体包括第三平直段和对称设置于所述第三平直段两侧的第二渐变过渡段。
[0011] 进一步的，所述介质陶瓷窗片与所述外导体通过焊接固定组件焊接固定。
[0012] 进一步的，所述焊接固定组件位于所述阶变过渡段的外侧。
[0013] 进一步的，所述介质陶瓷窗片为圆片结构，所述圆孔设置在其中部。
[0014] 进一步的，所述介质陶瓷窗片为
介电常数为9.4的圆片状单晶
氧化
铝。
[0015] 进一步的，所述内导体垂直于所述介质陶瓷窗片。
[0016] 与
现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0017] 本发明结构简单，制作方便，在超宽带微波管工作频带（0～28GHz）内
电压驻波比达到1.2以下，真空气密性良好，可应用到超宽带微波管中，特别是作为超宽带微波管的输能窗。
附图说明
[0018] 图1为本发明的结构示意图。
[0019] 图2为本发明的驻波比曲线。
[0020] 附图中附图标记所对应的名称如下：1-介质陶瓷窗片，2-外导体，3-内导体，4-焊接固定组件；21-第一平直段，22-第一渐变过渡段，23-第二平直段，24-阶变过渡段，31-第三平直段，32-第二渐变过渡段。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图和
实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
[0022] 实施例1
[0023] 如图1所示，本实施例提供了一种超宽带微波管能量耦合结构，该结构主要包括有：外导体、内导体和介质陶瓷窗片三部分；其中，外导体为具有空腔的结构，内导体和介质陶瓷窗片均设置于外导体内部的空腔内，内导体为细长结构。外导体、内导体和介质陶瓷窗片的连接方式如下：介质陶瓷窗片通过焊接固定组件与外导体焊接固定，具体的说，介质陶瓷窗片的端部穿出外导体延伸至外导体外部，焊接固定组件
覆盖介质陶瓷窗片穿出的部位；在介质陶瓷窗片的中部开设有圆孔，内导体垂直穿入圆孔并与介质陶瓷窗片焊接固定。外导体、内导体和介质陶瓷窗片的
位置关系如下：外导体和内导体同轴，介质陶瓷窗片设置在外导体的中部，以图1视图为基准，外导体与内导体在横向上同轴，介质陶瓷窗片与外导体在轴向上同轴。该种耦合结构可实现工作频段从直流到Ka波段。
[0024] 考虑到反射损耗，本实施例在外导体上位于其与所述介质陶瓷窗片的连接处设置有向外凹的阶变过渡段。通过阶变过渡段的设置，可以满足阻抗匹配条件，减少反射损耗。阶变过渡段的形状呈倒置的“凹”字形，介质陶瓷窗片端部位于凹形的内部。
[0025] 导体和所述内导体的两端均采用渐变过渡结构，由此构成渐变过渡段，渐变过渡段的直径朝靠近端部的方向逐渐变小；其中，术语“直径”是指同轴端口内直径，如图1所示的截面示意图的中心到两边的距离。外导体和内导体两端均采用渐变过渡结构的效果在于：易与SMA接头连接，便于测试使用。
[0026] 外导体的具体结构如下：外导体包括阶变过渡段，所述外导体两侧以所述阶变过渡段的轴线为对称轴对称设置；所述外导体一侧包括依次连接的第一平直段、第一渐变过渡段和第二平直段，所述第一平直段与所述阶变过渡段的下部连接。以图1为基准，第一渐变过渡段与第一平直段连接的一端高于第一渐变过渡段与第二平直段连接的一端，本领域技术人员根据实际需要，可以调整第一渐变过渡段的倾斜度。需要说明的是，图1中第一平直段、第一渐变过渡段和第二平直段所示的长度比例只是一种举例，本领域技术人员根据需要可以进行调整，图1所示比例不应当限制本
申请的保护范围。
[0027] 内导体的具体结构如下：内导体包括第三平直段和对称设置于所述第三平直段两侧的第二渐变过渡段。需要说明的是，第三平直段和第二渐变过渡段的长度比例、
角度关系，本领域技术人员根据需要可以进行调整，图1中所示的第三平直段和第二渐变过渡段的长度比例、角度关系不应当限制本申请的保护范围。
[0028] 作为一种优选方式，本实施例中，介质陶瓷窗片为介电常数为9.4的圆片状单晶氧化铝。
[0029] 将该种超宽带微波管能量耦合结构在电磁仿真
软件里建模仿真可以得到电压驻波比曲线，如图2所示，可以满足在0～28GHz的工作频带内电压驻波比小于1.2。
[0030] 实施例2
[0031] 本实施例提供了一种超宽带微波管能量耦合结构，该结构主要包括有：外导体、内导体和介质陶瓷窗片三部分；其中，外导体为具有空腔的结构，内导体和介质陶瓷窗片均设置于外导体内部的空腔内，内导体为细长结构。外导体、内导体和介质陶瓷窗片的连接方式如下：介质陶瓷窗片通过焊接固定组件与外导体焊接固定，具体的说，介质陶瓷窗片的端部穿出外导体延伸至外导体外部，焊接固定组件覆盖介质陶瓷窗片穿出的部位；在介质陶瓷窗片的中部开设有圆孔，与实施例1不同的是，本实施例中，内导体呈一定角度（不垂直）穿入圆孔并与介质陶瓷窗片焊接固定，耦合结构的其余结构、形状及位置关系、连接关系均与实施例1相同，在此不作赘述。其中，内导体与介质陶瓷窗片之间的夹角关系，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
[0032] 实施例3
[0033] 本实施例提供了一种超宽带微波管能量耦合结构，该结构主要包括有：外导体、内导体和介质陶瓷窗片三部分；其中，外导体为具有空腔的结构，内导体和介质陶瓷窗片均设置于外导体内部的空腔内，内导体为细长结构。外导体、内导体和介质陶瓷窗片的连接方式如下：介质陶瓷窗片通过焊接固定组件与外导体焊接固定，具体的说，介质陶瓷窗片的端部穿出外导体延伸至外导体外部，焊接固定组件覆盖介质陶瓷窗片穿出的部位；在介质陶瓷窗片的中部开设有圆孔，内导体垂直穿入圆孔并与介质陶瓷窗片焊接固定。外导体、内导体和介质陶瓷窗片的位置关系如下：外导体和内导体同轴，介质陶瓷窗片设置在外导体的中部，外导体与内导体在横向上同轴，介质陶瓷窗片与外导体在轴向上同轴。该种耦合结构可实现工作频段从直流到Ka波段。
[0034] 考虑到反射损耗，本实施例在外导体上位于其与所述介质陶瓷窗片的连接处设置有向外凹的阶变过渡段。通过阶变过渡段的设置，可以满足阻抗匹配条件，减少反射损耗。与实施例1的不同是，本实施例中，阶变过渡段的形状呈两夹角到有圆角的倒置的“凹”形。
耦合结构的余结构、形状及位置关系、连接关系均与实施例1相同，在此不作赘述。
[0035] 实施例4
[0036] 本实施例提供了一种超宽带微波管能量耦合结构，该结构主要包括有：外导体、内导体和介质陶瓷窗片三部分；其中，外导体为具有空腔的结构，内导体和介质陶瓷窗片均设置于外导体内部的空腔内，内导体为细长结构。外导体、内导体和介质陶瓷窗片的连接方式如下：介质陶瓷窗片通过焊接固定组件与外导体焊接固定，与实施例1不同的是，本实施例中，介质陶瓷窗片的两端不穿出外导体，相应的其两端嵌入在外导体的壁内。耦合结构的其余结构、形状及位置关系、连接关系均与实施例1相同，在此不作赘述。
[0037] 按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构
基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。
