本发明属于高频结构技术，具体为一种螺旋线行波管慢波电路。
背景技术：
螺旋线行波管是目前使用最多的微波电真空器件，它有着半导体器件所不具备的宽频带、高功率、高增益、高效率等诸多优点，在航天航空、电子对抗、卫星通信等各个领域广泛应用。随着电子科学技术的快速发展，要求螺旋线行波管具有更宽的频带，更大的输出功率，更长的使用寿命，以及更好的散热性能等。而慢波电路是螺旋线行波管的重要组成部分，其作用是降低电磁波的相速，以使其相速与电子注速度同步，从而实现能量交换，而慢波电路又进一步决定了行波管的工作带宽、小型化程度、输出功率量级、散热性能等，因此，对行波管慢波电路及其装配工艺提出了严苛的要求。
传统的宽带螺旋线行波管的慢波结构通常由螺旋线，常采用均匀分布的三根夹持杆以及具有t型金属翼片纵向加载的管壳组合而成。通过选择合适的纵向加载结构，调整关键结构参数实现色散成型，获得合理的色散反常度和较高的耦合阻抗；采用锥形螺旋线结构和色散组合技术，结合相速渐变、跳变技术，实现工作频带的拓宽、高电子效率、较低的二次谐波和较高的电子注流通率。但这种结构的金属翼片仅起加载色散的作用，不能快速的导出管内热量，无法满足平均功率达200w以上的连续波行波管稳定工作。传统u金属翼片与管壳接触面采用的是曲面接触，从理论上说相比于平面接触增大了接触面积，但在实际装配过程中曲面与曲面接触一致性不易控制且无法像理论情况下完美贴合，最终实现的散热效果并不会优于平面接触。靠近螺旋线为简单的平面，不随螺旋线的锥度同步变化，这种结构可以起到加载的作用，一定程度上拓宽工作频带，但无法满足2.7ghz-12ghz超宽频带的需求，并且对抑制二次谐波作用有限，无法满足项目要求的小于等于-3dbc。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出了一种螺旋线行波管慢波电路。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种螺旋线行波管慢波电路，包括螺旋线、夹持杆、金属翼片以及管壳，所述金属翼片等角度设置在管壳内部，所述金属翼片设有u型槽，所述螺旋线通过设置在u型槽内的夹持杆固定在管壳内部。
优选地，所述螺旋线包括输入段螺旋线和输出段螺旋线，所述输入段螺旋线和输出段螺旋线均为锥形螺旋线，且输入段螺旋线和输出段螺旋线内径较小的一端相连。
优选地，所述输入段螺旋线总长为60.7mm，两端内半径分别为0.99-1.01mm、0.85-0.87mm，螺距由0.91-0.95mm渐变到0.81-0.85mm；输出段螺旋线的总长为104.5mm，两端内半径分别为1.24-1.26mm、0.85-0.87mm，中间共设置了3段跳变，第一段长65-66mm，第二段长20-21mm，第三段18-20mm，螺距从0.76-0.82mm渐变到0.91-0.95mm，再渐变到1.05-1.09mm，最后渐变到1.11-1.15mm。
优选地，所述金属翼片与管壳接触面采用平面接触。
优选地，所述金属翼片圆弧面随螺旋线锥度同步变化。
优选地，所述管壳内壁等间距设有3个与金属翼片匹配的平面直凹槽，所述金属翼片设置在平面直凹槽内。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：本发明可在2.7ghz～12ghz频带范围内分段实现了240w/150w的连续波稳定输出，小于等于-3dbc的二次谐波，动态电子注流通率大于等于98％，慢波电路长度控制在169mm以内。
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
附图说明
图1为本发明的截面示意图。
图2为本发明螺旋线的示意图。
图3为传统金属翼片示意图。
图4为本发明金属翼片示意图。
具体实施方式
一种螺旋线行波管慢波电路，包括螺旋线1、夹持杆2、金属翼片3以及管壳4。所述金属翼片3等角度设置在管壳4内部，所述金属翼片3设有u型槽，所述螺旋线1通过设置在u型槽内的夹持杆2固定在管壳4内部。
进一步的实施例中，所述螺旋线1包括输入段螺旋线和输出段螺旋线，所述输入段螺旋线和输出段螺旋线均为锥形螺旋线，且输入段螺旋线和输出段螺旋线内径较小的一端相连。
具体地，输入段螺旋线总长为60.7mm，两端内半径分别为0.99-1.01mm、0.85-0.87mm，螺距由0.91-0.95mm渐变到0.81-0.85mm；输出段螺旋线的总长为104.5mm，两端内半径分别为1.24-1.26mm、0.85-0.87mm，中间共设置了3段跳变，第一段长65-66mm，第二段长20-21mm，第三段18-20mm，螺距从0.76-0.82mm渐变到0.91-0.95mm，再渐变到1.05-1.09mm，最后渐变到1.11-1.15mm。
进一步的实施例中，所述金属翼片3与管壳4接触面采用平面接触。减小加工难度的同时保证了装配的一致性。
进一步的实施例中，所述金属翼片3圆弧面随螺旋线锥度同步变化。进一步拓宽频带，并且有效抑制谐波分量，最终实现工作频带2.7ghz-12ghz，频带内谐波抑制比小于等于-3dbc。
进一步的实施例中，所述管壳4内壁等间距设有3个与金属翼片3匹配的平面直凹槽，所述金属翼片3设置在平面直凹槽内。由此，与翼片形成面与面的接触，提高了散热能力；且凹槽能对组合体装配进管体起导向作用，除此之外，能通过调整凹槽的深浅来消除组合体各零件的累积公差，始终保证组合体和管壳之间有存在3-4丝的过盈量。
进一步的实施例中，采用热膨胀装配方式对各部件进行装配。
具体地，所述冷态的夹持杆2从端部放入输入u型金属翼片的锥槽中，并与输入锥形螺旋线配合，装配形成尺寸可量的平直组合体推入热膨胀状态的管壳里。其具备的特点是平直组合体与管壳槽之间配合加工，能保证始终存在3-4丝的过盈量，实现组合体与管壳之间紧密配合，提升管体散热能力，实现螺旋线行波管高可靠性工作。
本发明中，夹持杆嵌入u型锥翼片中，避免夹持杆及渗碳层在热膨胀装配过程中受损；优化相速跳变及色散组合，拓宽频带，实现工作频带范围2.7ghz-12ghz；对散热方式优化，采用金属平面与金属平面过盈配合，保证传导冷却的接触面积，解决大功率连续波散热问题，提升功率容量，提高螺旋线行波管的可靠性。
本发明实现了2.7ghz-12ghz频带内连续波工作，动态流通98％以上，谐波抑制比小于等于-3dbc，全频带输出功率分段实现了240w/150w的项目指标要求。
本发明性能上满足了连续波工作状态，实现了s、c、x波段，实测动态流通98％以上，全频带输出功率270w以上。本发明结构设计合理，可操作性强，可靠性高。本发明不仅解决了散热问题，还解决了频带拓宽问题和二次谐波问题，通过对螺旋线内径、锥度、螺距跳变与螺距分布的优化，改善了电子扰动和动态散焦对流通的影响。总之，本发明改善了行波管散热性能，拓宽工作频带，提高电子效率，提高行波管的输出功率量级，抑制二次谐波和返波振荡，提升可靠性，可运用于超宽带、大功率、高可靠性的螺旋线行波管。
1.一种螺旋线行波管慢波电路，其特征在于，包括螺旋线(1)、夹持杆(2)、金属翼片(3)以及管壳(4)，所述金属翼片(3)等角度设置在管壳(4)内部，所述金属翼片(3)设有u型槽，所述螺旋线(1)通过设置在u型槽内的夹持杆(2)固定在管壳(4)内部。
2.根据权利要求1所述的螺旋线行波管慢波电路，其特征在于，所述螺旋线(1)包括输入段螺旋线和输出段螺旋线，所述输入段螺旋线和输出段螺旋线均为锥形螺旋线，且输入段螺旋线和输出段螺旋线内径较小的一端相连。
3.根据权利要求2所述的螺旋线行波管慢波电路，其特征在于，所述输入段螺旋线总长为60.7mm，两端内半径分别为0.99-1.01mm、0.85-0.87mm，螺距由0.91-0.95mm渐变到0.81-0.85mm；输出段螺旋线的总长为104.5mm，两端内半径分别为1.24-1.26mm、0.85-0.87mm，中间共设置了3段跳变，第一段长65-66mm，第二段长20-21mm，第三段18-20mm，螺距从0.76-0.82mm渐变到0.91-0.95mm，再渐变到1.05-1.09mm，最后渐变到1.11-1.15mm。
4.根据权利要求1所述的螺旋线行波管慢波电路，其特征在于，所述金属翼片(3)与管壳(4)接触面采用平面接触。
5.根据权利要求1所述的螺旋线行波管慢波电路，其特征在于，所述金属翼片(3)圆弧面随螺旋线锥度同步变化。
6.根据权利要求1所述的螺旋线行波管慢波电路，其特征在于，所述管壳(4)内壁等间距设有3个与金属翼片(3)匹配的平面直凹槽，所述金属翼片(3)设置在平面直凹槽内。
技术总结