適用于徑向?qū)?shù)螺旋微帶慢波線的徑向發(fā)散電子注電子槍的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于真空電子器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電子槍，尤其涉及一種適用于徑向?qū)?shù)螺旋微帶慢波線的徑向發(fā)散電子注電子槍。
【背景技術(shù)】
[0002]行波管是真空微波電子學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最為重要的一類微波功率放大器件，其具有功率大、效率高、增益高、頻帶寬和壽命長的特點，因而廣泛應(yīng)用于雷達、制導(dǎo)、干擾、通信、微波遙感、輻射測量等領(lǐng)域，其性能直接決定著裝備的水平。
[0003]一支典型的行波管由電子槍、聚焦系統(tǒng)、慢波線(慢波結(jié)構(gòu))、輸入輸出裝置和收集極五部分組成。作為行波管的核心部件，慢波線的任務(wù)是傳輸高頻電磁行波并使電磁波的相速降到同步速度，并實現(xiàn)電磁波對電子注的調(diào)制，從而使電子注交出直流能量放大高頻場，它的性能優(yōu)劣直接決定了行波管的工作帶寬、輸出功率和效率等。
[0004]對數(shù)螺旋慢波線是一種具有極低工作電壓的慢波線，它的工作電壓在百伏以內(nèi)，對電源的需求極大降低。本申請人于2012年10月24日就對申請?zhí)枮?01210409251.6發(fā)明專利名稱為“一種徑向?qū)?shù)螺旋微帶慢波線”進行過申請，其為一種沿徑向方向的準周期結(jié)構(gòu)，采用平面扇形電子束工作，包括扇形金屬屏蔽殼、扇形介質(zhì)底板以及角度徑向?qū)?shù)螺旋金屬帶，角度徑向?qū)?shù)螺旋金屬帶由單根徑向?qū)?shù)螺旋微帶線上截取角度為Θ的一部分弧線，以及將截取弧線相鄰首尾交替連接的金屬帶組成。采用本發(fā)明徑向?qū)?shù)螺旋微帶慢波線的行波管，其工作電壓遠低于常規(guī)的低電壓螺旋線行波管，相對于耦合腔類行波管則具有更大的優(yōu)勢。
[0005]使用徑向?qū)?shù)螺旋微帶慢波線的徑向束行波管，在大幅降低行波管工作電壓的同時具有較高輸出功率，且體積小，制造成本低。且現(xiàn)有的電子槍發(fā)射的電子注大多是橫截面圓柱形電子注，矩形帶狀電子注、橢圓形電子注或者邊緣為橢圓形的帶狀電子注等各種形狀結(jié)構(gòu)的電子注，因而這些現(xiàn)有的電子槍工作時與上述發(fā)明專利申請中采用了平面扇形電子束工作的徑向?qū)?shù)螺旋微帶慢波線之間不能很好地進行同步，因而不會產(chǎn)生輸出功率或者輸出功率很小，從而導(dǎo)致行波管的效率低下。
[0006]為了克服現(xiàn)有電子槍與采用了平面扇形電子束工作的徑向?qū)?shù)螺旋微帶慢波線之間不能很好地進行同步的技術(shù)問題，本發(fā)明針對上述發(fā)明專利申請的徑向?qū)?shù)螺旋微帶慢波線，而提供了一種專用于徑向?qū)?shù)螺旋微帶慢波線的徑向發(fā)散電子注電子槍。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的現(xiàn)有電子槍與采用了平面扇形電子束工作的徑向?qū)?shù)螺旋微帶慢波線之間不能很好地進行同步的技術(shù)問題，提供一種適用于徑向?qū)?shù)螺旋微帶慢波線的徑向發(fā)散電子注電子槍，使該電子槍與采用了平面扇形電子束工作的徑向?qū)?shù)螺旋微帶慢波線之間能夠很好地進行同步。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為: 一種適用于徑向?qū)?shù)螺旋微帶慢波線的徑向發(fā)散電子注電子槍，包括槍殼，所述槍殼內(nèi)設(shè)置有陰極組件、控制極和陽極，所述陰極組件的陰極頭置于控制極的徑向孔內(nèi)；陰極頭的軸向?qū)挾?^=(0.2~2)mm，控制極的徑向孔的軸向?qū)挾萮k=lvK0.1~1 )mm，控制極的開口臺階的軸向?qū)挾萮kl= (l~2)mm，陽極的軸向開口的軸向?qū)挾萮a= (0.l~4)mm，陰極頭靠近陽極一側(cè)的端面與控制極徑向孔靠近陽極一側(cè)的末端的距離(I。,= (0-1.5) mm,陰極頭與陽極的距離CU= (0.5-1.5)_，陰極頭的陰極發(fā)射面為雙曲面型發(fā)射面，陰極頭的陰極發(fā)射面的曲率半徑r。= (0.3~10)mm，控制極徑向孔內(nèi)角向左右兩側(cè)的斜坡凸起的傾角1^=(25-75)°，陽極的徑向孔的傾角Φ2= (0~45)。;陽極端面的徑向半徑Ra= (14~17)mm，陰極端面的徑向半徑Re=(12~16)mm，控制極端面的徑向半徑Rkl= (12.5-16.5)mm，控制極開口臺階終端的徑向半徑Rk2=Rkl- (0.l~l)mm，陰極頭端面的角向角度Θ。= (1-180) °，控制極的徑向孔的角向角度Gkl= Ge+ (0.4-8)。，控制極端面的角向角度9k2=0kl+(2~4)°，陽極端面的角向角度 9a=9。+ (2-6)。。
[0009]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述槍殼包括依次連接的槍殼下端蓋、槍殼下瓷筒、槍殼中瓷筒、槍殼上瓷筒和槍殼上端蓋，所述陽極安裝在槍殼上端蓋的端面上，所述陰極組件和控制極安裝于槍殼上瓷筒內(nèi)部空腔內(nèi)。
[0010]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述槍殼中瓷筒與槍殼上瓷筒之間設(shè)置有控制極支持片，所述控制極支持片由槍殼中瓷筒與槍殼上瓷筒夾緊焊接，所述控制極裝配在控制極支持片的控制極支持槽中。
[0011]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述陰極組件包括陰極頭和陰極支持筒，所述陰極頭裝配在陰極支持筒一端的陰極支持槽中，所述陰極支持筒另一端的凹腔內(nèi)設(shè)置有熱絲和填充于陰極支持筒內(nèi)壁與熱絲之間的熱絲填充物。
[0012]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，還包括熱絲絕緣瓷管，所述熱絲一端位于熱絲填充物內(nèi)，所述熱絲另一端穿出熱絲填充物并套設(shè)于熱絲絕緣瓷管內(nèi)。
[0013]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述陰極支持筒外套設(shè)有陰極支架，所述陰極支持筒通過陰極支架固定安裝于槍殼內(nèi)。
[0014]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述槍殼下瓷筒與槍殼中瓷筒之間設(shè)置有陰極組件支持片，所述陰極組件支持片由槍殼下瓷筒與槍殼中瓷筒夾緊焊接，所述陰極支架套設(shè)在陰極組件支持片內(nèi)并通過陰極組件支持片固定安裝于槍殼內(nèi)。
[0015]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，還包括熱屏組件，所述熱屏組件包括外熱屏筒和套設(shè)于外熱屏筒內(nèi)的內(nèi)熱屏筒，所述內(nèi)熱屏筒一端與內(nèi)熱屏筒座連接，所述外熱屏筒一端與外熱屏筒座連接，所述外熱屏筒座位于陰極支持筒與陰極支架之間并固定。
[0016]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明中，電子槍采用上述特定結(jié)構(gòu)的陰極頭、控制極和陽極可產(chǎn)生沿徑向運動的電流為(30-5000 ) mA、軸向注腰為(0.05~3.5 ) mm、徑向射程為(0.8~3 ) mm、角向張角為(1-100)。的扇形片狀發(fā)散電子注，而該扇形片狀發(fā)散電子注能夠更好地與【背景技術(shù)】中的徑向?qū)?shù)螺旋微帶慢波線進行匹配，從而提高電子槍中電子的作用效率，并在大幅降低采用了上述結(jié)構(gòu)的電子槍、慢波線的行波管工作電壓的同時具有較高輸出功率，使行波管體積小，制造成本低。
[0017]2、本發(fā)明中，槍殼包括依次連接的槍殼下端蓋、槍殼下瓷筒、槍殼中瓷筒、槍殼上瓷筒和槍殼上端蓋，幾者通過陶瓷金屬封接工藝焊接連接，陰極置于其中，起到支撐定位陰極組件、控制極的作用，同時，槍殼瓷筒的作用是為電子槍各電極之間提供絕緣措施。槍殼上、下端蓋可焊接陽極和排氣管組件等，與行波管其他部件進行裝配。
[0018]3、本發(fā)明中，控制極裝配在控制極支持片的控制極支持槽中，通過對控制極支持片二次加工等措施，可以保證控制極裝配的同心度和控制極與陰極的極間尺寸，使實際發(fā)射產(chǎn)生的電流更接近理論計算結(jié)果。同時使控制極的安裝、裝配更加穩(wěn)定，而不易脫落或掉落，使電子槍具有可靠性高、抗振動等有益效果。
[0019]4、本發(fā)明中，將陰極頭裝配在陰極支持筒一端的陰極支持槽中，而陰極支持筒另一側(cè)的凹腔內(nèi)設(shè)置熱絲和熱絲填充物，其中熱絲填充物起到熱傳導(dǎo)和絕緣的作用，可以使陰極組件的熱量分布更均勻，同時保證熱絲在使用過程中不會因熱作用等因素使熱絲之間發(fā)生接觸，造成熱絲短路的狀況；熱絲填充物外側(cè)的熱絲套設(shè)在熱絲絕緣瓷管，通過該熱絲絕緣瓷管可保證電子槍在使用過程中不會發(fā)生兩根熱絲之間的短路，保證電子槍的使用可靠性；陰極支持筒通過內(nèi)、外熱屏筒組件裝配在陰極支架上，內(nèi)外熱屏筒采用高熔點、低熱導(dǎo)率材料制備，可以有效減少熱輻射和熱傳導(dǎo)造成的熱量損失；內(nèi)、外熱屏筒組件的裝配采用滑動裝配的方式，可根據(jù)槍殼的實際尺寸調(diào)整陰極部件的裝配尺寸位置，降低裝配難度，進而保證裝配精度。
[0020]5、本發(fā)明中，電子槍內(nèi)還設(shè)置有熱屏組件，熱屏組件包括外熱屏筒和套設(shè)于外熱屏筒內(nèi)的內(nèi)熱屏筒，內(nèi)熱屏筒一端與內(nèi)熱屏筒座連接，外熱屏筒一端與外熱屏筒座連接，內(nèi)外兩層熱屏筒的設(shè)置可以有效降低電子槍工作過程中熱絲熱量的耗散，提高熱絲效率，進而有效地維持陰極工作溫度，使陰極穩(wěn)定地工作。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的裝配示意圖；
圖2為本發(fā)明中陽極、控制極和陰極頭組成的光學(xué)系統(tǒng)的軸向截面圖；
圖3為本發(fā)明中陽極、控制極和陰極頭組成的光學(xué)系統(tǒng)的角向截面圖；
圖4為本發(fā)明中控制極的主視圖