專利名稱：磁控管陽極的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種磁控管陽極，更具體地說涉及，但是不限于，一種能夠在相對高的功率級工作的磁控管陽極。
在一種已知的磁控管設計中，一個中心圓柱陰極由一個陽極結(jié)構包圍著，所述陽極結(jié)構一般包括導電的圓柱，其支撐著多個從其內(nèi)表面向內(nèi)延伸的陽極葉片。在工作期間，沿著平行于圓柱結(jié)構的縱軸的方向施加磁場，并且和在陰極與陽極之間的電場組合，作用在由陰極發(fā)射的電子上，從而引起諧振發(fā)生以及產(chǎn)生r.f.能量。依靠由陽極葉片限定的腔體之間的耦合，磁控管能夠支持多種振蕩模式，產(chǎn)生不同的輸出頻率和功率。用于把磁控管限定于一個特定的工作模式的技術是模式分隔技術。為了獲得并維持通常需要的pi工作模式，交替的陽極葉片利用模式隔離帶連結(jié)在一起。一般地說，在陽極的每一端設置兩個模式隔離帶，或者在另一種結(jié)構中，例如在陽極的一端可以具有3個模式隔離帶，而在另一端不設置模式隔離帶。
本發(fā)明是由于考慮用什么方式可以增加磁控管的輸出功率而引發(fā)的，但是本發(fā)明也可以應用于不要求增加功率的場合。
按照本發(fā)明，一種磁控管陽極包括多個堆疊的段，它們被結(jié)合在一起來確定陽極葉片。
段一般橫向于縱軸放置，并且至少有一些段在縱軸方向具有一定形狀的輪廓，也就是說，它們不僅僅是層疊的薄片。
在一種以前已知的磁控管陽極中，陽極包括一個由一整個塊料加工而成的單個整體部件。對于較大尺寸的陽極，一種典型的裝配技術是單獨制作陽極的葉片，然后用夾具將它們連接到周圍的圓柱形陽極殼體，以便在裝配過程中保持葉片之間以及和殼體的定位。和這種方法相反，由于每一段都包括疊置在一起之前就加工好的多個陽極葉片部分，按照本發(fā)明的陽極具有被精確保持的陽極葉片間距。因此，在和其它段結(jié)合以前，一個段中的可能造成最終組件定位不準的任何瑕疵都能通過檢驗被發(fā)現(xiàn)并淘汰有缺陷的段。而且，由于和單獨制作葉片并將其端面固定到陽極殼體上所需的小的固定面積相比，使各段結(jié)合在一起的結(jié)合面具有相對大的表面面積，所以使用本發(fā)明還可以獲得更結(jié)實的陽極。
在優(yōu)選的實施例中，每一段都是一個整體部件，例如，它們可以由一個整體材料加工而成。這樣由于段本身沒有連接，磁控管陽極的裝配過程中的任何加工都不會造成段的陽極部分之間的相對移動。此外，與采用以前已知的配置制作的陽極相比，這種完成的磁控管陽極更容易達到理想的設計尺寸，并具有更大的機械強度。
另一種已知的方法中，陽極是用一個整體的塊料制造而成的，這對較小的陽極設計來說是實用的，但對于要用于較低頻率下的磁控管中的較大的陽極的制造就顯得比較困難和昂貴了。
最好是，所述段基本上是環(huán)形的。每個段是一個完整的環(huán)是有利的，但是，在另一些實施例中每個段可能只包括環(huán)的一部分。然而，這帶來了額外的復雜性以及部件數(shù)量，并且不方便。最好是，每個段具有這樣的端面，所述端面在連接的堆疊的組件中位于和基本上是圓柱形的陽極的縱軸垂直的平面內(nèi)。
最好是，一個圓柱被圍繞疊置的段設置，并和疊置的段相連。在其它方案中，段本身可以包括在完成的陽極組件中形成陽極外部殼體的部分，而不是提供一個單獨制造的圓柱。
有利的是，陽極包括多個模式隔離帶。在一個特別有利的實施例中，模式隔離帶沿著陽極葉片的軸向長度分布。陽極的分段特性意味著可被容易地完成并且?guī)砹撕苊黠@的優(yōu)點。一般地，模式分隔技術僅對軸向長度為四分之一工作波長的陽極有效。對于較長的陽極，模式分隔失敗，因而不可能保持所希望的工作模式和頻率。通過沿著陽極葉片軸向長度分布模式隔離帶而不是按常規(guī)使它們位于陽極葉片的端部，可以無模式分隔損失地采用任何希望的陽極長度。從而可以保持頻率的穩(wěn)定性，同時增加輸出功率，因為輸出功率取決于陽極的長度。例如，可以相信，工作在X波段的采用按照本發(fā)明的陽極的磁控管可以達到2MW范圍內(nèi)的功率輸出。不過，工作在其它頻率范圍內(nèi)的磁控管也可以采用本發(fā)明。
有利的是，模式隔離帶沿陽極葉片的軸向長度大致均勻地分開，并且它們最好沿大致整個軸向長度分布。實際上，不論所需的陽極長度有多長，也可以實現(xiàn)幾乎連續(xù)的模式隔離帶。
陽極可以包括不同構型的段。例如，在一個實施例中，所述段限定了陽極葉片并且模式隔離帶被作為單獨的部件提供。不過，在一個特別有利的實施例中，至少一個段包括模式隔離帶和陽極葉片部分。最好是，每一段都有一個模式隔離帶和多個陽極葉片部分。這減少了所需不同部件類型的數(shù)量，因此便于制造和降低成本。因為每一段的模式隔離帶和陽極葉片部分是一個整體，所以陽極在設計上特別結(jié)實。
在一種方案中，包括一對相鄰的段，每個段具有一個模式隔離帶，每個段的模式隔離帶距該段的一端較近而距另一端較遠，并且段被相鄰地疊在一起，其中一個段相對另一個倒置。這樣，一個段包括了一半數(shù)量的通過模式隔離帶結(jié)合在一起的陽極葉片部分，另一個段包括由模式隔離帶結(jié)合在一起的陽極葉片部分的其余部分。兩段被這樣挨著放置，使得陽極葉片部分形成交錯，并且沿著陽極縱軸的不同點，模式隔離帶的定位不會互相干擾。最好，段的形狀基本相同，以減少制造上的限制。
根據(jù)本發(fā)明的一個特征，一種制造磁控管陽極的方法包括下列步驟形成環(huán)形的段，每個環(huán)形包括陽極葉片部分；疊置所述的環(huán)形的段；以及將疊置的段結(jié)合在一起。雖然可以利用如銑磨等其它技術，但環(huán)形段可利用例如電子放電加工形成。環(huán)形段可通過，例如，硬焊結(jié)合在一起。
本發(fā)明減少了制造時間并且不需要和以前那些單獨制造葉片的方法那樣多的勞動強度，此外，還可以獲得用于高功率的特別結(jié)實的陽極。
陽極可通過這樣一種方法制成將許多環(huán)形段疊置一起，并將它們連接在一起，然后用一個圓柱形的殼體包圍形成的疊置體，該外殼和疊置的段相連。在將各部分彼此相鄰地放置好后，段和圓筒可以都被連接在一起。在另一種可選方法中，可以使用一個位于中心的芯，段被放置在它周圍并和該芯連接。經(jīng)過這個步驟后，芯部分可以被移去，剩余的部分組成陽極葉片部分。
下面以舉例的方式結(jié)合


可以實現(xiàn)本發(fā)明的幾種方式，其中圖1是按照本發(fā)明的磁控管的示意性縱剖面圖；圖2是沿圖1的線II-II取的磁控管的平面圖3表示一個段；圖4表示兩個相鄰的段；圖5表示被疊置在一起的段；圖6，7，8，9和10表示應用在其它的磁控管陽極中的階式元件和按照本發(fā)明的制造方法；參照圖1和2，按照本發(fā)明的磁控管包括一個位于中心的圓柱形的陰極1，其位于由磁通量回路4，5連接的磁極塊2，3之間。陰極1由包括外殼7和向內(nèi)延伸的陽極葉片8的圓柱形的陽極結(jié)構6圍繞，殼7和葉片8是銅制的。
葉片8由沿著磁控管縱軸X-X方向疊置的許多環(huán)形段9形成。每一個段包括占陽極葉片總數(shù)一半的部分和在完成的陽極中起模式隔離帶作用的連接環(huán)。
圖3示意地示出了由一整塊銅經(jīng)電子放電加工制造的單個段。段9包括形成模式隔離帶的一個完整環(huán)10，自其上向內(nèi)和向外伸出部分11，它們在完成的結(jié)構中形成陽極葉片8部分。葉片部分的內(nèi)側(cè)部分11A呈環(huán)形并在完成的裝置中面對著陰極1。外側(cè)部分11B在其外表面上有縱向的槽12。從圖中可看出，模式隔離帶距離段9的一端13比另一端14近。
在制造了許多如段9一樣的段后，組裝中的下一步是在它們的上表面和下表面覆蓋一層銀。然后段9在陽極外殼7中被裝配成疊層組件，一個在另一個的上面，形成一個圓柱形結(jié)構。在各對相鄰的段9中，其中的一個相對于另一個倒置并相對轉(zhuǎn)動，如圖4所示。這樣，葉片部分圍繞環(huán)等距地分布。圖5示意地圖示出了整個的疊層組件。在段9的外表面中的縱向槽溝12向下延伸有絲形的硬焊材料。使用一個夾具保持相鄰陽極葉片間的相對距離，并用陽極殼體保持環(huán)形定位。
部件裝配好后，在段9上放置一重物并對組件加熱。段的相鄰表面上的銀熔化，因而將它們焊在一起，并且段也被焊到陽極殼體的內(nèi)表面。
根據(jù)需要將許多部件疊在一起從而形成一個長的陽極。
在這種方法中，段9是都是相同的。不過在其它裝配方法中，可在陽極組件中使用一些不同的部件。
在另一種制造方法中，先制造一個如圖6的圓柱形部件。該部件包括位于中心的連續(xù)的圓筒15和圍繞外表面限定脊部17的槽16。制造許多如圖7所示的段18。每個段包括連續(xù)的環(huán)19，在其上的區(qū)間20沿徑向向內(nèi)、向外延伸。最后，制造具有連續(xù)外殼21的圖8所示的第三部件，它是完成的磁控管的陽極外殼，并且內(nèi)表面22具有許多槽23，從而在它們之間限定葉片部分24。每一部件都是銅的，在將要和其它部件結(jié)合在一起的表面上鍍上適當?shù)挠埠覆牧?。圖6和8所示的部件同心地設置，并且許多如圖7所示的段位于它們之間的間隙中。段相對于相鄰段轉(zhuǎn)動地放置，以使得在完成的陽極中，交替的模式隔離帶電連接到同一陽極葉片。
在另一實施例中，先制造圖9所示的具有完整的環(huán)25的段，該環(huán)在完成的磁控管中是一個模式隔離帶，并且其上延伸出許多部分26，它們形成陽極葉片部分。如在其它的結(jié)構中那樣，這些部分的數(shù)量對應于完成的磁控管陽極葉片總數(shù)量的一半。數(shù)對圖9所示的段如圖10那樣裝配在一起，然后在殼中把其一個疊置在另外一個上面，并且硬焊在一起。
參照圖11，在另一種可選方法中，多個開口環(huán)27被裝配在基本上圓柱形的框架28上，框架28的外表面周圍具有陽極葉片30的內(nèi)側(cè)部分29。例如在以31表示的陽極葉片的槽中接受與交替的葉片呈電連接的模式隔離帶。然后，該組件被放在如圖8所示的部件內(nèi)并硬焊。最后除去中心的圓柱體32以得到最終的陽極結(jié)構。
權利要求
1.一種磁控管陽極，包括多個被連結(jié)在一起的疊置的段以限定陽極葉片。
2.如權利要求1所述的陽極，其特征在于，至少一個段是一個整體的部件。
3.如權利要求1或2所述的陽極，其特征在于，所述段基本上是環(huán)形的。
4.如權利要求1，2，3所述的陽極，包括一個包圍疊置的段并與其相連的圓筒。
5.如權利要求1，2，3或4所述的陽極，其特征在于，每個段具有連接相鄰的段并處于橫向于縱軸的平面內(nèi)的端面。
6.如上述任何一個權利要求所述的陽極，包括多個模式隔離帶。
7.如權利要求6所述的陽極，其特征在于，所述模式隔離帶沿陽極葉片軸向長度分布。
8.如權利要求7所述的陽極，其特征在于，所述模式隔離帶沿陽極葉片軸向長度大致均勻地彼此隔開。
9.如權利要求7或8所述的陽極，其特征在于，所述模式隔離帶沿所述陽極葉片的大致整個軸向長度分布。
10.如權利要求6到9所述任意一項所述的陽極，其特征在于，至少一個段包括模式隔離帶和陽極葉片部分。
11.如權利要求10所述的陽極，其特征在于，對于每個段都包括模式隔離帶的一對相鄰的段，每個段的模式隔離帶距一個端面比距另一個端面近，并且各個段被彼此相互顛倒地疊置。
12.如上述任何一個權利要求所述的陽極，其特征在于，每個段包括陽極葉片總數(shù)的一半的部分，并且相鄰的段被布置成使其陽極葉片部分相互交錯。
13.如上述任何一個權利要求所述的陽極，其特征在于，所述段在形式上基本相同。
14.一種制造磁控管陽極的方法，包括以下步驟形成環(huán)形的段，每個段都包括陽極葉片部分；將環(huán)形的段疊置在一起；然后將疊置的段連接在一起。
15.如權利要求14所述的方法，包括在圍繞疊置的環(huán)形段的外側(cè)設置一個圓筒，并將段連接到圓筒的步驟。
16.如權利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述段是利用電子放電加工制造的。
17.如權利要求14、15或16所述的方法，其特征在于，環(huán)形的段由硬焊連接在一起。
18.如權利要求14到17任何一項所述的的方法，其特征在于，至少有一個段包括模式隔離帶。
19.如權利要求14到18任何一項所述的方法，其特征在于，對于一對相鄰的段，每個段包括模式隔離帶，該模式隔離帶距段的一個端面比另一個端面近，并且所述段彼此相互顛倒地疊置。
20.如權利要求14到19任何一項所述的方法，其特征在于，每個所述段包括模式隔離帶，并且所述段按被疊置成使得所述模式隔離帶沿著所述陽極的整個軸向長度分布。
21.如權利要求14到20任何一項所述的方法，其特征在于，所述環(huán)形段在形式上基本相同。
22.如權利要求14到21任何一項所述的方法，包括以下步驟將所述環(huán)形的段疊置在圓柱形的芯上，然后將所述段連接到所述芯，接著除去所述芯部分，剩余物構成了陽極葉片部分。
23.一種磁控管，包括以同軸方式被陽極包圍的陰極，該陽極如權利要求1到12任何一項所述和/或如權利要求13到22任何一項所述那樣制造。
24.大致如附圖示出以及如結(jié)合附圖所說明的磁控管陽極。
25.一種包括大致如附圖示出以及如結(jié)合附圖所說明的陽極的磁控管。
26.一種大致如附圖示出以及如結(jié)合附圖所說明的磁控管陽極的制造方法。
全文摘要
在磁控管陽極中，陽極(6)包圍著中心陰極(1)。陽極(6)是一種分段結(jié)構，具有多個沿其長度疊置在一起的環(huán)形段(9)。每個環(huán)形段(9)包括模式隔離帶(10)，所述模式隔離帶大致沿陽極葉片(8)的整個軸向長度分布。這使得即使在長的陽極長度下也能夠?qū)崿F(xiàn)模式分隔，因而可以實現(xiàn)大功率工作。此外，所述陽極的分段結(jié)構提供了一種在機械上結(jié)實的結(jié)構。
文檔編號H01J25/00GK1434976SQ00819140
公開日2003年8月6日 申請日期2000年12月21日 優(yōu)先權日1999年12月21日
發(fā)明者M·B·C·布拉迪, J·W·克爾 申請人:馬科尼應用技術有限公司