專利名稱：磁控管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一磁控管，特別是涉及一改進(jìn)的磁控管，它能延長(zhǎng)磁控管，它能延長(zhǎng)磁控管的使用期限、降低造價(jià)、并且提高系統(tǒng)性能而無(wú)需使用現(xiàn)有技術(shù)中的燈絲。


圖1A為描述現(xiàn)有磁控管的剖視圖，而圖1B則是描述現(xiàn)有磁控管的陰極、葉板及陽(yáng)極的剖視圖。
如其所示，陰極3設(shè)置在一叉架30的中央部位內(nèi)，而叉架30封裝磁控管的內(nèi)部元件。
圓筒形陽(yáng)極1設(shè)置在陰極3的外周部分，并且若干隔開(kāi)的葉板2徑向地設(shè)置在陽(yáng)極1內(nèi)，葉板2的每個(gè)外端固定于陽(yáng)極1的內(nèi)圓周表面上。
此外，一內(nèi)帶環(huán)9設(shè)置于葉板2上，而直徑比內(nèi)帶環(huán)9的直徑要大的一外帶環(huán)10則設(shè)置在內(nèi)帶環(huán)9的外側(cè)。
這里，由于內(nèi)帶環(huán)9和外帶環(huán)10是交替地并且是固定地嵌入葉板2上，即，內(nèi)帶環(huán)9所固定嵌入的葉板2，外帶環(huán)10不與之固定嵌入。此外相鄰的葉板2相互間相位差為180°并且相互電連接。
現(xiàn)詳細(xì)描述陰極3的結(jié)構(gòu)。如圖1B所示，用于支撐燈絲5的一頂端擋板7設(shè)置在燈絲5的頂部，燈絲為螺線形以有效地發(fā)射電子。
在頂端擋板7上形成有其直徑比燈絲5外徑大的環(huán)緣部分6，以防止燈絲5所產(chǎn)生的熱電子漏泄到操作空間4之外。
一下端擋板8設(shè)置在燈絲5的下部，以向上支撐燈絲5的下部。
永磁體12設(shè)置在陽(yáng)極1的頂部和下部，如圖1A所示。
另外，在兩個(gè)相鄰的葉板2與陽(yáng)極1包圍的一部位形成有一真空諧振部分14，該真空諧振部分14的一側(cè)朝向陰極3打開(kāi)，并且磁控管的諧振頻率取決于真空諧振部分14的諧振頻率。
現(xiàn)結(jié)合圖1A～1C描述現(xiàn)有磁控管的操作。
首先，向陰極3施加一電壓，在操作空間4內(nèi)陰極3與葉板2之間就會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，并且在平行于陰極3的中心桿5a的方向產(chǎn)生電磁場(chǎng)。
因此，在真空諧振部分14內(nèi)產(chǎn)生了一高頻電場(chǎng)，并且集聚到每一葉板2的一端部，同時(shí)一部分高頻電場(chǎng)漏泄到操作空間4內(nèi)。
另外，由于內(nèi)帶環(huán)9和外帶環(huán)10是交替地嵌入葉板2上，葉板2之間的電勢(shì)就會(huì)迅速改變，而陰極3產(chǎn)生的電子就會(huì)在操作空間4內(nèi)循環(huán)并且與其中的高頻電場(chǎng)發(fā)生相互作用，以而產(chǎn)生微波。
此外，所產(chǎn)生的微波通過(guò)連接于葉板2的天線11傳送到磁控管外。此外，由于部分電子轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽虼嗽陉?yáng)極1的外部設(shè)置有冷卻片13，以防止因作用于其上的熱量而使溫度上升。
在叉架30下設(shè)置有一帶白堊線圈(chalk coil)21的濾波器箱20和一穿透型壓縮機(jī)(a through type condenser)22，以防止泄漏不需要的輻射波，這種輻射波在下列條件下會(huì)干擾通通信系統(tǒng)，例如電視、無(wú)線電等，即當(dāng)在通信系統(tǒng)上施加一電壓從而產(chǎn)生具有2450MHZ頻段的包括從幾百千赫芝到幾十千兆赫芝頻率范圍的電波時(shí)。
使用燈絲的現(xiàn)有磁控管具有下述不足。
首先，由于要施加電流來(lái)加熱燈絲，則額外需要一燈絲電壓供應(yīng)系統(tǒng)，并且由于在約1700℃的溫度時(shí)使燈絲激活，因此必須采用具有高熔點(diǎn)的昂貴的鉬來(lái)制造中心導(dǎo)管、側(cè)導(dǎo)管以及支撐燈絲的其它元件。
其次，由于需要消耗30～50W的電壓來(lái)加熱燈絲，因此磁控管的效率降低了。
第三，由于大約1700℃的熱源通過(guò)中心導(dǎo)管、側(cè)導(dǎo)管等傳輸給白堊線圈，因此不可能對(duì)白惡線圈進(jìn)行熱控制。
第四，因?yàn)樵O(shè)置有圓筒形陽(yáng)極體和葉板的諧振空間約1700℃溫度的陰極所發(fā)生的熱量而被加熱，因此不可能有效地冷卻磁控管。
第五，由于燈絲的強(qiáng)度很低，可能會(huì)因外部沖擊而容易斷裂，因此縮短了磁控管的使用期限。
第六，由于燈絲是在施加電壓一段預(yù)定的時(shí)間之后操作，因此在異常操作期間就會(huì)產(chǎn)生電波噪音，從而降低了磁體的性能。
由此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種可以克服現(xiàn)有技術(shù)中遇到的問(wèn)題的磁控管。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的磁控管，它能延長(zhǎng)磁控管的使用期限，降低造價(jià)，并能保證系統(tǒng)的性能而無(wú)需使用現(xiàn)有技術(shù)中的燈絲。
為達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，提供了一種磁控管，它包括一中心導(dǎo)管；一連接于該中心導(dǎo)管頂部的頂端擋板，以防止熱電子逃逸；一板型第一陰極，它設(shè)置在上端擋板之下并且固定于環(huán)繞中心導(dǎo)管的支撐壁的一側(cè)；一圓筒型第二陰極，在其外圓周表面上形成有一長(zhǎng)槽，板型第一陰極穿過(guò)該長(zhǎng)槽向外部分伸出于圓筒型第二陰極的外圓周表面之外；一連接于第二陰極下部的下端擋板，由此當(dāng)在第一陰極上施加電壓時(shí)，第一陰極發(fā)射少量電子，并且電子穿過(guò)長(zhǎng)槽與圓筒型第二陰極的外壁相碰撞，從而電子和圓筒型第二陰極之間的碰撞能量相互使用而發(fā)射大量的電子。
為達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，其提供一磁控管，它包括一中心導(dǎo)管；一連接于該中心導(dǎo)管上部的上端擋板，以防止熱電子逃逸；一固定于該上端擋板的外緣部分的第一陰極；設(shè)置在第一陰極內(nèi)的圓筒型第二陰極；以及一連接于該第二陰極下部的下端擋板。
通過(guò)下面的詳細(xì)描述以及以圖示的方式給出的附圖，本發(fā)明將更加清楚，附圖不是本發(fā)明的限制，其中圖1A為描述一現(xiàn)有磁控管的剖視圖；圖1B為描述一現(xiàn)有磁控管的陰極、葉板和陽(yáng)極的剖視圖；圖1C為描述圖1中的陰極、葉板和陽(yáng)極的水平剖視圖；圖2A為描述本發(fā)明第一實(shí)施例的磁控管陰極結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖；圖2B為描述本發(fā)明圖2A中陰極結(jié)構(gòu)的水平剖視圖；圖3A為描述本發(fā)明第二實(shí)施例的磁控管陰極結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖；圖3B為描述本發(fā)明圖3A中陰極結(jié)構(gòu)的水平剖視圖；圖4為描述本發(fā)明第三實(shí)施例的磁控管陰極結(jié)構(gòu)的水平剖視圖；圖5A為描述本發(fā)明的磁控管第二陰極的剖視圖，以說(shuō)明一離子激活狀態(tài)；而圖5B為當(dāng)由一激活裝置將第二陰極加熱到一預(yù)定溫度后描述圖5A的第二陰極的剖視圖，以說(shuō)明離子的重新布置。
現(xiàn)結(jié)合圖2A和2B說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的磁控管。
如圖所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的磁控管的陰極包括一垂直的板型場(chǎng)致發(fā)射陰極(FEC)(第一陰極)113和一空心的第二發(fā)射體(SEB)(第二陰極)114。
設(shè)置于頂端擋板116之下以防止熱電子漏泄的第一陰極113被固定到環(huán)繞著圓柱形中心導(dǎo)管111的支撐壁117的一部分上。
此外，第一陰極113的一長(zhǎng)邊，如圖2B所示，被固定在插入支撐壁117的一部分內(nèi)，而第一陰極113的另一長(zhǎng)邊延伸穿過(guò)在第二陰極114的外圓周表面上形成的長(zhǎng)槽50。
如果向第一陰極113施加一電壓，則第一陰極113會(huì)發(fā)射少量的電子。
此外，圓筒型第二陰極114環(huán)繞著支撐壁117。
即，圓筒型第二陰極114、支撐壁117、以及槽150之間具有預(yù)定的形狀結(jié)構(gòu)，從而當(dāng)?shù)谝魂帢O113發(fā)射少量的電子并且在槽150附近循環(huán)，以及電子與第二陰極114的外壁相碰撞時(shí)，由此電子與第二陰極114的外壁之間的碰撞所產(chǎn)生的碰撞能量會(huì)產(chǎn)生大量的電子。
如圖2A所示，用于激活第二陰極114的第二陰極激活裝置115設(shè)置在第一陰極113和第二陰極114之間，其中第二陰極激活裝置115的兩端與第一陰極113及第二陰極114接觸。
支撐壁117由具有高強(qiáng)度的Ni或Zr制造。此處第二陰極激活裝置115用于向第二陰極供應(yīng)一電壓。在第二陰極114被激活之后，去掉第二陰極激活裝置115。
圖中標(biāo)號(hào)112表示一下端擋板。
圖3A為描述本發(fā)明第二實(shí)施例的磁控管的陰極的結(jié)構(gòu)的垂直剖視圖，而圖3B則為描述本發(fā)明圖3A之陰極結(jié)構(gòu)的水平剖視圖。
如圖所示，一環(huán)形第一陰極223固定于頂端擋板216的外下緣部分，而一長(zhǎng)的圓筒型第二場(chǎng)致發(fā)射陰極214固定于與頂端擋板216的外圓周表面相接觸的第二陰極激活裝置215的一側(cè)。
這里，環(huán)形第一陰極223的內(nèi)表面與圓筒型第二陰極214的外表面接觸。
圖中，標(biāo)號(hào)211表示一中心導(dǎo)管，而212表示一下端擋板。
在本發(fā)明第三實(shí)施例的磁控管中，如圖4所示，與第二實(shí)施例等同，其第一陰極固定于頂端擋板316的外緣部分。然而，環(huán)形第一陰極223在其長(zhǎng)的方向被分割成預(yù)定的數(shù)目，并且一垂直板型場(chǎng)致發(fā)射陰極插入相鄰的第一陰極324之間形成的每一槽內(nèi)，其中該垂直板型場(chǎng)致發(fā)射陰極的每一側(cè)固定到環(huán)繞著中心導(dǎo)管311的圓筒型第二場(chǎng)致發(fā)射陰極314的外圓周表面上。
在本發(fā)明的第二和第三實(shí)施例中，第二陰極激活裝置315設(shè)置于端板316的內(nèi)表面與圓筒型第二陰極314之間。與本發(fā)明的第一實(shí)施例相同，在磁控管制作完成之后，將一般是用于向第二陰極供應(yīng)一預(yù)定電壓的第二陰極激活裝置10移走。
因此，與本發(fā)明的第二和第三實(shí)施例相同，當(dāng)向第一陰極供應(yīng)一預(yù)定電壓時(shí)，該第一陰極會(huì)發(fā)射少量的電子。第一陰極發(fā)射的電子循環(huán)并且與第二陰極的外壁相碰撞，從而利用電子與第二陰極外壁之間的碰撞能量而發(fā)射大量的電子。
另外，第一陰極的材料應(yīng)滿足下列條件首先，第一陰極113、223和324是由具有低逸出功的材料制造，從而即使向第一陰極供應(yīng)低電壓(4＜3eV)時(shí)也能發(fā)射電子。
更具體地說(shuō)，通常氧化反應(yīng)會(huì)增大材料的逸出功。隨著氧化反應(yīng)的進(jìn)行，在低溫金屬與半導(dǎo)體會(huì)鈍化和氧化。
這里，通過(guò)下列方程可得到孔隙系數(shù)αα＝n(Vok/Voμ)(1)式中Vok表示氧分子大小，Voμ表示核子大小，而n則表示金屬原子數(shù)與氧分子的所有原子數(shù)之比率。
當(dāng)孔隙系數(shù)α小于1時(shí)，在氧化過(guò)程中就會(huì)形成一疏松層，通過(guò)疏松層氧就很容易滲入金屬內(nèi)。
當(dāng)疏松系數(shù)α大于1時(shí)，在氧化過(guò)程中就會(huì)形成氧化材料致密層，從而使氧不能滲入金屬層。
其次，由于第一陰極113、223和324的材料之熱性能取決于第一陰極113、223和324的溫度特性，因此其強(qiáng)度、導(dǎo)電性、以及導(dǎo)熱性必須高。
滿足上述條件的材料有Ta、Nb、Si、Al等。
此外，如圖5A和5B所示，第二陰極114、214及314包括基層101和外層102，并且基層101是由Ni和Zr擇其一構(gòu)成的，而外層是由包括Ba與Al合金、Pd與Ba合金、以及Re與La合金的合金組中選擇一組構(gòu)成的。
假設(shè)采用合金B(yǎng)a和Al，在初始階段，Ba與Al相互混合。當(dāng)通過(guò)使用第二陰極激活裝置115與215向外層102施加預(yù)定的電壓，從而加熱該外層102至400℃～600℃時(shí)，如圖5B所示，Ba就會(huì)聚集在外層的邊緣部分，從而激活外層，由此可增大電子發(fā)射功效。
如上所述，本發(fā)明的磁控管不使用現(xiàn)有技術(shù)中作為關(guān)鍵元件的燈絲。即，當(dāng)向第一陰極供應(yīng)一預(yù)定電壓時(shí)，該第一陰極發(fā)射少量電子，并且電子與第二陰極的外壁相碰撞，從而發(fā)射大量的電子。換言之，本發(fā)明的磁控管提供了一種具有第一和第二陰極的雙重結(jié)構(gòu)，從而可省去現(xiàn)有技術(shù)中的燈絲，由此可以延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用期限、降低造價(jià)、并改善產(chǎn)品的性能。
雖然為了描述的目的，本發(fā)明公開(kāi)了其最佳實(shí)施例，但對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)理解只要不超出或脫離所附權(quán)利要求書(shū)中本發(fā)明的范圍與實(shí)質(zhì)，可以作各種修改、補(bǔ)充或替換。
權(quán)利要求
1.一磁控管，包括一中心導(dǎo)管；一連接于該中心導(dǎo)管上部的頂端擋板，以防止熱電子逃逸；一設(shè)置于該頂端擋板之下并且固定于環(huán)繞看中心導(dǎo)管的支撐壁的一側(cè)的板型第一陰極；一圓筒型第二陰極，在其外圓周表面上形成有一長(zhǎng)槽，板型第一陰極的一部分穿過(guò)該長(zhǎng)槽向外伸出于該圓筒型第二陰極的外圓周表面之外；以及一連接于第二陰極下部的下端擋板，由此當(dāng)向第一陰極施加一電壓時(shí)，該第一陰極發(fā)射少量的電子，并且電子穿過(guò)長(zhǎng)槽與圓筒型第二陰極的外壁相碰撞，從而利用電子和圓筒型第二陰極之間的碰撞能量發(fā)射大量的電子。
2.如權(quán)利要求1的磁控管，還包括設(shè)置于第一陰極與圓筒型第二陰極之間的一圓筒型第二陰極激活裝置，該第二陰極激活裝置的兩端與第一陰極和第二陰極接觸。
3.如權(quán)利要求1的磁控管，其中該圓筒型第二陰極包括一基層和一外層。
4.如權(quán)利要求2的磁控管，其中該第二陰極激勵(lì)裝置當(dāng)其首先使用時(shí)用于向圓筒型第二陰極提供一預(yù)定的電壓，而當(dāng)?shù)诙帢O被激勵(lì)之后，移去該第二陰極激活裝置。
5.如權(quán)利要求1的磁控管，其中該板型第一陰極由第二陰極的外圓周表面伸出。
6.如權(quán)利要求1的磁控管，其中該板型第一陰極向上伸向圓筒型第二陰極的外圓周表面與內(nèi)圓周表面之間的一部分。
7.如權(quán)利要求1的磁控管，其中該板型第一陰極向上伸向圓筒型第二陰極的外圓周表面與內(nèi)圓周表面之間的一部分。
8.如權(quán)利要求1的磁控管，其中該板型第一陰極是由從包括Ta、Nb、Si和Al的材料組中選擇其一制成的。
9.如權(quán)利要求3的磁控管，其中該基層是由從包括Ni和Zr的材料組中選擇其一制成的。
10.如權(quán)利要求3的磁控管，其中該外層是由從包括Ba與Al合金、Pb與Ba合金、Re與La合金的合金組中選擇一種合金制造的。
11.一磁控管，包括一中心導(dǎo)管；一連接于該中心導(dǎo)管上部的頂端擋板，以防止熱電子逃逸；一固定于該頂端擋板外邊緣部分的第一陰極；一設(shè)置于該第一陰極內(nèi)的圓筒型第二陰極；以及一連接于該第二陰極下部的下端擋板。
12.如權(quán)利要求11的磁控管，還包括一設(shè)置于頂端擋板內(nèi)表面與第二陰極之間的第二陰極激活裝置，其中該第二陰極激活裝置的兩端與頂端擋板的內(nèi)表面及第二陰極接觸。
13.如權(quán)利要求11的磁控管，其中該第一陰極為環(huán)形。
14.如權(quán)利要求11的磁控管，其中該第一陰極具有若干形成在第一陰極的圓周表面上的隔開(kāi)的槽，一板型第一陰極通過(guò)每一槽由圓筒型第二陰極的外圓周表面向外伸出。
15.如權(quán)利要求11的磁控管，其中第一陰極的內(nèi)圓周表面與圓筒型第二陰極的外圓周表面相互隔開(kāi)一預(yù)定的距離。
16.如權(quán)利要求12的磁控管，其中該第二陰極激活裝置在其首先使用時(shí)用于向圓筒型第二陰極提供一預(yù)定電壓，而當(dāng)?shù)诙帢O被激活之后則被移動(dòng)。
17.如權(quán)利要求11的磁控管，其中該圓筒型第二陰極包括一基層和一外層。
18.如權(quán)利要求11的磁控管，其中該板型第一陰極是由從包括Ta、Nb、Si和Al的材料組中選擇其一制造的。
19.如權(quán)利要求17的磁控管，其中該基層是由從包括Ni和Zr的材料組中選擇其一制造的。
20.如權(quán)利要求17的磁控管，其中該外層是由從包括Ba與Al合金、Pb與Ba合金、Re與La合金的合金組中選擇一處合金制造的。
21.如權(quán)利要求11的磁控管，其中該支撐壁是由從包括Ni和Zr的材料組中選擇其一制造的。
全文摘要
一種改進(jìn)的磁控管，它能延長(zhǎng)其使用期限、降低造價(jià)、并提高系統(tǒng)的性能而無(wú)需使用現(xiàn)有技術(shù)中的燈絲，它包括一中心導(dǎo)管、一連接于該中心導(dǎo)管上部的頂端擋板，以防止熱電子逃逸，一板型第一陰板，設(shè)置在頂端擋板之下并固定于環(huán)繞中心導(dǎo)管的支撐壁的一側(cè)，一圓筒型第二陰極，在其外圓周表面上形成有一長(zhǎng)槽，板型第一陰極穿過(guò)該長(zhǎng)槽向外延伸一部分，以及一連接于第二陰極的下部的下端擋板。
文檔編號(hào)H01J23/02GK1157470SQ96114359
公開(kāi)日1997年8月20日 申請(qǐng)日期1996年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月12日
發(fā)明者李鐘壽 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社