(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210684056.8 (22)申请日 2022.06.17 (71)申请人 中国电子科技 集团公司第十二研究 所 地址 100015 北京市朝阳区酒仙桥路13号 (72)发明人 陈学良　赵士录　张长青　田瀚文　 潘攀　蔡军　 (74)专利代理 机构 北京正理专利代理有限公司 11257 专利代理师 张雪梅 (51)Int.Cl. H01J 23/28(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种交错 栅慢波互作用电路及其设计方法 (57)摘要 本发明提供一种交错栅慢波互作用电路及 其设计方法， 该慢波互作用电路包括两排椭圆形 柱状沟槽分别限定的两排交错栅， 和设置在两排 交错栅之间的电子注通道。 与现有的矩形沟槽形 式的交错栅慢波互作用电路相比， 本发明提供的 椭圆形柱状沟槽形式的交错栅慢波互作用电路 的色散曲线上截止频率向高频段移动， 冷带宽大 幅提升， 慢波结构色散减弱， 归一化相速曲线更 加平坦。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 115172121 A 2022.10.11 CN 115172121 A 1.一种交错 栅慢波互作用电路， 其特 征在于， 包括： 两排椭圆形柱状沟槽分别限定的两排交错 栅， 和 设置在两排交错 栅之间的电子注通道。 2.根据权利要求1所述的交错栅慢波互作用电路， 其特征在于， 每排椭圆形柱状沟槽为 垂直于椭圆形柱状沟槽轴向周期性排列的多个沟槽， 沟槽的椭圆长轴垂 直于沟槽的排列方 向， 沟槽的椭圆短轴平行于沟槽的排列方向； 两排周期性 排列的椭圆柱状沟槽之间沿排列方向错 开半个周期。 3.根据权利要求2所述的交错栅慢波互作用电路， 其特征在于， 所述电子注通道为矩形 通道。 4.根据权利要求3所述的交错 栅慢波互作用电路， 其特 征在于， 所述电子注通道的宽度w大于等于椭圆形柱状沟槽的椭圆长轴a。 5.根据权利要求3所述的交错 栅慢波互作用电路， 其特 征在于， 所述电子注通道的宽度w小于 0.9mm。 6.一种具有椭圆形柱状沟槽的交错栅慢波互作用电路的设计方法， 其特征在于， 该方 法包括 设计周期性 排列的矩形沟槽交错 栅互作用电路的沟槽 宽度、 沟槽 长度和周期长度； 以所述沟槽宽度作为椭圆形柱状沟槽的椭圆长轴、 以所述沟槽长度作为椭圆形柱状沟 槽的椭圆短轴、 以所述沟槽高度作为椭圆形柱状沟槽的高度， 得到由椭圆形柱状沟槽限定 的两排交错 栅， 由此构建所述具有椭圆形柱状沟槽的交错 栅慢波互作用电路。 7.根据权利要求6所述的设计方法， 其特征在于， 该方法还包括所述具有椭圆形柱状沟 槽的交错 栅慢波互作用电路的电子注通道为矩形电子注通道。 8.根据权利要求7所述的设计方法， 其特征在于， 所述电子注通道的宽度 大于等于所述 椭圆形柱状沟槽的椭圆长轴。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115172121 A 2一种交错 栅慢波互作用电路及其设计方 法 技术领域 [0001]本发明涉及微波真空电子技术领域。 更具体地， 涉及一种交错栅慢波互作用电路 及其设计方法。 背景技术 [0002]行波管是一种真空电子器件， 能够实现微波信号产生或放大， 在通信、 电子对抗、 雷达系统等领域具有广阔的发展前景。 行波管主要由电子枪、 慢波结构、 收集极、 输入输出 装置和磁聚焦系统构成。 其中慢波 结构是进 行注‑波互作用的场所， 即实现微波信号产生或 放大的关键部件。 目前， 在太赫兹频段适合带状电子注工作的慢波 结构较少， 主要 是各栅类 结构以及正弦波导结构 。 其中， 交错栅慢波 结构为全金属结构， 结构简单， 易于加工， 功 率容 量大， 自提出以来得到 了广泛的应用。 [0003]现有的交错栅慢波互作用电路基本结构如图1所示， 由上下两排相互错开半个周 期(p/2)的矩形沟槽构成， 其中a为栅宽， 是矩形沟槽沿x方向的长度， 2b为上下栅间距， h为 栅高， p为周期， t为栅厚度， 矩形沟 槽沿z方向的宽度为p ‑t。 两栅之间形成天然的电子注通 道， 其大小 可以视为a ×2b。 各结构参数对慢波结构的冷特性 都具有一定影响， 例如， 横向宽 度a决定了工作频段以及工作点的位置(即中心频率f0与下截止频率fc的比值大小)， 对耦合 阻抗、 色散和损耗 都有决定性影响。 在 采用基本结构交错栅慢波互作用电路的仿 真设计中， 若想提升慢波结构带宽， 必须减弱色散， 这主要是通过增加横向尺寸a实现。 然而这同时导 致耦合阻抗大幅下降， 进而导致行波管 的功率和效率下降。 因此基本结构交错栅慢波互作 用电路在综合设计能力以及满足宽带 大功率需求时仍具有一定的限制。 发明内容 [0004]针对上述问题， 本发明提供一种交错栅慢波互作用电路， 从提高交错栅慢波结构 性能和提高设计灵活性出发， 在不显著增加结构复杂性的前提下， 实现冷带宽以及电子注 通道尺寸大幅增 加。 [0005]为实现上述目的， 本发明采用下述 技术方案： [0006]本发明提供一种交错 栅慢波互作用电路， 包括： [0007]两排椭圆形柱状沟槽分别限定的两排交错 栅， 和 [0008]设置在两排交错 栅之间的电子注通道。 [0009]此外， 优选地方案是， 每排椭 圆形柱状沟槽为垂直于椭 圆形柱状沟槽轴向周期性 排列的多个沟槽， 沟槽的椭圆长轴垂直于沟槽的排列方向， 沟槽的椭圆短轴平行于沟槽的 排列方向； [0010]两排周期性 排列的椭圆柱状沟槽之间沿排列方向错 开半个周期。 [0011]此外， 优选地方案是， 所述电子注通道为矩形通道。 [0012]此外， 优选地方案是， 所述电子注通道的宽度w大于等于椭圆形柱状沟槽的椭圆长 轴a。说　明　书 1/5 页 3 CN 115172121 A 3