用于大功率行波管的收集極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波真空電子器件領(lǐng)域，具體地，涉及一種具有抑制極的大功率行波管的收集極。
【背景技術(shù)】
[0002]行波管是一種利用高速電子注與微波信號(hào)互作用將電子注的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為微波能量的功率放大器件。行波管的應(yīng)用范圍十分廣闊，幾乎所有的衛(wèi)星通訊都使用行波管作為末級(jí)放大器。在大多數(shù)雷達(dá)系統(tǒng)中都要使用一只或若干只行波管作為產(chǎn)生高頻發(fā)射脈沖的大功率放大器。行波管按慢波結(jié)構(gòu)一般分為螺旋線行波管和耦合腔行波管兩大類。其中耦合腔行波管常用于中大功率行波管中。
[0003]行波管主要由電子槍、慢波系統(tǒng)、聚焦系統(tǒng)、能量輸入輸出系統(tǒng)和收集極等部分組成。其中收集極的作用是回收從電子槍發(fā)射出并經(jīng)過慢波系統(tǒng)取出部分能量的電子注。一般來說，到達(dá)收集極的電子注仍然具有很高的動(dòng)能，這些動(dòng)能與收集極表面碰撞后將轉(zhuǎn)變成熱能耗散出去。
[0004]現(xiàn)代行波管絕大部分采用的是降壓收集極，目的是回收收集極區(qū)電子注的部分能量以提高行波管的效率。降壓收集極的結(jié)構(gòu)多種多樣，幾乎每一只管子的降壓收集極的結(jié)構(gòu)都有其獨(dú)特之處。
[0005]在大功率(脈沖功率1kW以上)行波管中，降壓收集極的設(shè)計(jì)比較困難，往往難以取得在中小功率行波管中的降壓效果，其中的主要原因是電子注的反射和彈射效應(yīng)限制了收集極所能采用的降壓的幅度。
[0006]在行波管中，降壓收集極的作用是接受互作用后的電子，由于這些電子在達(dá)到收集極內(nèi)表面時(shí)仍然具有較大的動(dòng)能，在與收集極的內(nèi)表面撞擊時(shí)，會(huì)有相當(dāng)一部分電子被反射或彈射回慢波系統(tǒng)。因?yàn)槁ㄏ到y(tǒng)一般不能承受較大的電流，所以這些彈射或反射電子就在一定程度上影響了收集極的效率并進(jìn)而限制了行波管整體效率的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種具有抑制極的大功率行波管的收集極，該收集極能一定程度上增加大功率行波管收集極的降壓程度，提高行波管的效率。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于大功率行波管的收集極，該收集極包括:形成一個(gè)空腔的收集結(jié)構(gòu)，所述收集結(jié)構(gòu)上設(shè)置有連通于所述空腔的電子注通道孔，該收集極還包括:抑制極，所述抑制極安裝于所述空腔中，且所述抑制極設(shè)置于所述電子注通道孔的長(zhǎng)度方向所延伸的方向上。
[0009]優(yōu)選地，所述抑制極包括:第一圓環(huán)、第二圓環(huán)以及多條連接筋，所述連接筋的兩端分別連接于所述第一圓環(huán)和第二圓環(huán)，且所述電子注通道孔的長(zhǎng)度方向延伸至所述第一圓環(huán)的中心處和第二圓環(huán)的中心處。
[0010]優(yōu)選地，所述第一圓環(huán)和第二圓環(huán)之間的距離等于所述收集結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度的10% -25%。
[0011]優(yōu)選地，所述連接筋的數(shù)量為12-16條；所述第一圓環(huán)、第二圓環(huán)和多條連接筋的寬度和厚度都為0.1-0.15mm。
[0012]優(yōu)選地，所述收集結(jié)構(gòu)的材料為鉬。
[0013]優(yōu)選地，在所述鉬的外表面設(shè)置有厚度為6-9 μπι的鉻層。
[0014]優(yōu)選地，所述抑制極的電壓為所述收集結(jié)構(gòu)的電壓的96-98%。
[0015]優(yōu)選地，所述收集結(jié)構(gòu)的形狀為圓柱形，且所述電子注通道孔設(shè)置于所述圓柱的一個(gè)端面上，所述抑制極設(shè)置于遠(yuǎn)離所述端面的另一端的內(nèi)部。
[0016]優(yōu)選地，所述空腔包括依次貫通的第一段腔體、第二段腔體和第三段腔體，所述第一段腔體連通于所述電子注通道孔，所述第一段腔體的側(cè)面傾斜設(shè)置，且開口朝電子注的傳遞方向逐漸擴(kuò)大；所述第二段腔體為柱形腔體；所述第三段腔體的側(cè)面傾斜設(shè)置，且開口朝電子注的傳遞方向逐漸減小。
[0017]優(yōu)選地，所述抑制極安裝于所述第三段腔體上，且與所述收集結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面的法向距離大于1_1.2mm。
[0018]通過上述的實(shí)施方式，本發(fā)明的用于大功率行波管的收集極采用增加單獨(dú)的抑制極來抑制反射和彈射的電子的數(shù)量，從而提高收集極的效率并進(jìn)而提高行波管的整體效率。
[0019]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0020]附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0021]圖1是說明本發(fā)明的一種慢波系統(tǒng)和用于大功率行波管的收集極的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是說明本發(fā)明的抑制極的具體結(jié)構(gòu)的主視圖；以及
[0023]圖3是說明本發(fā)明的抑制極的具體結(jié)構(gòu)的左視圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明
[0025]I 慢波系統(tǒng)2 收集結(jié)構(gòu)
[0026]3 電子注4 抑制極
[0027]41 第一圓環(huán)42第二圓環(huán)
[0028]43連接筋
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0030]在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指如圖1、圖2和圖3所示的上下左右。“內(nèi)、外”是指具體輪廓上的內(nèi)與外?！斑h(yuǎn)、近”是指相對(duì)于某個(gè)部件的遠(yuǎn)與近。
[0031]本發(fā)明提供一種用于大功率行波管的收集極，該收集極包括:形成一個(gè)空腔的收集結(jié)構(gòu)2，所述收集結(jié)構(gòu)2上設(shè)置有連通于所述空腔的電子注3通道孔，該收集極還包括:抑制極，所述抑制極安裝于所述空腔中，且所述抑制極設(shè)置于所述電子注3通道孔的長(zhǎng)度方向所延伸的方向上。
[0032]通過上述的實(shí)施方式，本發(fā)明的用于大功率行波管的收集極采用增加單獨(dú)的抑制極來抑制反射和彈射的電子的數(shù)量，從而提高收集極的效率并進(jìn)而提高行波管的整體效率。
[0033]本發(fā)明的抑制極的彈射或反射電子的工作原理:因?yàn)橐种茦O是一層稀疏的薄皮狀結(jié)構(gòu)，并且具有比收集結(jié)構(gòu)2略微低的電壓，因此在收集結(jié)構(gòu)2內(nèi)表面與抑制極之間形成了一種分布電場(chǎng)，電子都帶負(fù)電，在撞向抑制極時(shí)，因?yàn)橐种茦O的稀疏現(xiàn)狀，絕大部分電子會(huì)穿過抑制極稀疏的連接筋而直接撞向收集結(jié)構(gòu)2的內(nèi)表面，這些撞擊后的電子有向后彈射和反射的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但是受到抑制極與收集結(jié)構(gòu)2內(nèi)表面的排斥場(chǎng)的排斥作用，彈射和反射電子數(shù)量被推回收集結(jié)構(gòu)2的內(nèi)表面，從而較大幅度的減小這些電子，也就是較大幅度的抑制了彈射和反射電子。
[0034]以下結(jié)合附圖1-2對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步