一種內(nèi)收集極和包括該內(nèi)收集極的收集極以及包括該收集極的行波管的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種內(nèi)收集極，所述內(nèi)收集極的電子注入口呈斜口設(shè)置。本實用新型所提供的內(nèi)收集極通過改變電子注入口的設(shè)置方式，使得電場等位面透鏡偏向內(nèi)收集極下部，進(jìn)而使得電子注在進(jìn)入內(nèi)收集極后，將沿徑向向內(nèi)收集極下底面行進(jìn)，利于提高收集極整體的散熱性能。
【專利說明】
一種內(nèi)收集極和包括該內(nèi)收集極的收集極以及包括該收集極的行波管
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及一種內(nèi)收集極和包括該內(nèi)收集極的收集極以及包括該收集極的行波管。
【背景技術(shù)】
[0002]空間行波管是空間通訊的核心器件，由于空間應(yīng)用的特殊要求及空間行波管的不可修復(fù)性，使得可靠性成為行波管最重要性能之一。空間行波管主要散熱方式為傳導(dǎo)散熱，大功率空間行波管輸出功率大，熱耗高，收集極散熱壓力大，解決該類型行波管收集極散熱問題成為提高其可靠性的關(guān)鍵問題。
[0003]行波管中收集極結(jié)構(gòu)通常由金屬外收集極、絕緣瓷件、金屬內(nèi)收集極組成。電子注經(jīng)過行波管的高頻互作用系統(tǒng)，交出部分能量給行波場，電磁波信號得以放大。離開高頻電場的電子注仍包含相當(dāng)大的能量，利用降壓收集極來繼續(xù)回收這部分分量，以提高行波管的效率。而剩余的電子能量在收集極中轉(zhuǎn)化為熱能，并借助內(nèi)收集極、絕緣瓷件及外收集極傳導(dǎo)到管外。
[0004]圖1所示為現(xiàn)有的收集極結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，其中收集極內(nèi)收為對稱型，其包括內(nèi)收集極Γ、外收集極:T和絕緣瓷件2、內(nèi)收集極Γ上的電子注入口 V呈水平口設(shè)置，且該電子注入口 4 ^垂直于電子注入射方向設(shè)置。圖2所示為現(xiàn)有收集極與底板及收集極上蓋焊接后的剖面圖，其中收集極的下部?Τ用于與底板廠緊密焊接，收集極上半部6,用于與收集極上蓋K緊密焊接。
[0005]圖3所示為針對現(xiàn)有收集極的等位面與電子軌跡示意圖，其中以A點電子和B點電子說明現(xiàn)有收集極電子運(yùn)動軌跡，圖3中，I向為電子注進(jìn)入方向，2向為A點電子進(jìn)入電極運(yùn)動方向，3向為A點電子運(yùn)動方向等位線徑向分量，4向為A點電子運(yùn)動方向等位線切向分量，5向為A點電子注受力方向，6向為B點電子進(jìn)入電極運(yùn)動方向，7向為B點電子受力方向。
[0006]電子注徑直進(jìn)入收集極后，因電荷間的斥力向四周發(fā)散，其中A點電子運(yùn)動方向如圖3所示，將A點電子運(yùn)動方向分解為電場等位線徑向方向(即3向)和切向方向(S卩4向)；在電位差的作用下，A點電子受到等位線徑向向上的力，在此力作用下，A點電子沿等位線徑向方向運(yùn)動速度減小，其運(yùn)動方向越來越偏向左側(cè)，直至達(dá)到收集極內(nèi)壁上。B點電子為收集極中軸線上電子，運(yùn)動方向與等位線徑向方向重合，B點電子運(yùn)動不發(fā)生偏離，直接減速打在收集極底蓋上。以B點電子為分界線，左側(cè)的電子打在左側(cè)，右側(cè)的電子打在右側(cè)。由于電子注及收集極的對稱性，電子打在收集極各個方向上的數(shù)量基本均等，收集極各向產(chǎn)生的熱量也均等，故電子打在內(nèi)收集極Γ各個方向上的數(shù)量基本均等，由于在使用中，收集極的下部?Τ用于與底板緊密焊接，收集極內(nèi)的一部分熱能直接傳導(dǎo)至底板進(jìn)行散熱，而另一部分熱能由收集極上半部^通過傳導(dǎo)到收集極的下半部5%再傳導(dǎo)至底板進(jìn)行散熱，收集極上的熱耗越大，收集極的上部6,與收集極的下部?Τ的溫差越大，進(jìn)而造成上下散熱不均勻。
[0007]因此，需要設(shè)計一種在不改變電性能的前提下，能使收集極收集的電流更多的打在靠近底板部位、能夠大大提高收集極散熱效果的收集極。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種內(nèi)收集極，該內(nèi)收集極通過改變電子注入口的設(shè)置方式，使得電場等位面透鏡偏向內(nèi)收集極下部，進(jìn)而使得電子注在進(jìn)入內(nèi)收集極后，將沿徑向向內(nèi)收集極下底面行進(jìn)，利于提高收集極整體的散熱性能。
[0009]本實用新型要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種包括上述內(nèi)收集極的收集極的收集極，該種結(jié)構(gòu)的收集極，克服了傳統(tǒng)收集極上部、下部散熱不均勻，會導(dǎo)致收集極局部過熱等現(xiàn)象出現(xiàn)的缺陷，且本實用新型所提供的收集極能夠滿足空間大功率行波管散熱的需求。
[0010]本實用新型要解決的第三個技術(shù)問題是提供一種包括上述收集極的行波管，其解決了現(xiàn)有行波管中收集極上部、下部散熱不均勻，導(dǎo)致局部過熱，從而影響行波管可靠性的問題；即本實用新型在增加了收集極的散熱能力的同時，大大提高了大功率空間行波管的可靠性。
[0011]為解決上述第一個技術(shù)問題，本實用新型采用下述技術(shù)方案:
[0012]一種內(nèi)收集極，所述內(nèi)收集極的電子注入口呈斜口設(shè)置。
[0013]進(jìn)一步的，所述內(nèi)收集極本體具有相對于其過軸線的第一截面的對稱面。
[0014]進(jìn)一步的，所述電子注入口的口端軸線與所述內(nèi)收集極的本體軸線所構(gòu)成的面為所述第一截面。
[0015]進(jìn)一步的，所述內(nèi)收集極的前部為錐狀結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)收集極的后部為筒狀結(jié)構(gòu)。
[0016]進(jìn)一步的，所述電子注入口的上端邊沿點和所述電子注入口的下端邊沿點分別位于所述內(nèi)收集極的軸線兩側(cè)。
[0017]為解決上述第二個技術(shù)問題，本實用新型采用下述技術(shù)方案:
[0018]—種包括上述內(nèi)收集極的收集極，所述收集極還包括設(shè)置在所述內(nèi)收集極外側(cè)的外收集極，所述內(nèi)收集極與外收集極之間封裝有絕緣導(dǎo)熱瓷件。
[0019]為解決上述第三個技術(shù)問題，本實用新型采用下述技術(shù)方案:
[0020]—種包括上述收集極的行波管，所述行波管還包括底板和收集極上蓋;收集極匹配的設(shè)置在所述底板和收集極上蓋之間。
[0021]進(jìn)一步的，內(nèi)收集極上呈斜口設(shè)置的電子注入口被設(shè)置為使得電子注更多偏向底板的方向。
[0022]進(jìn)一步的，所述第一截面垂直于所述底板板面。
[0023]本實用新型中通過改進(jìn)內(nèi)收集極的結(jié)構(gòu)，即內(nèi)收集極的電子注入口呈斜口設(shè)置，根據(jù)電子光學(xué)原理，此種結(jié)構(gòu)的內(nèi)收集極，電場等位面透鏡偏向內(nèi)收集極下部，更多的電子注將沿徑向與底板接觸的收集極下底面行進(jìn)，轟擊收集極產(chǎn)生熱量，直接與底板進(jìn)行傳導(dǎo)散熱，從而增強(qiáng)收集極的散熱性能;克服了傳統(tǒng)收集極在空間用大功率行波管中容易產(chǎn)生收集極上部、下部散熱不均勻，局部過熱等現(xiàn)象的缺陷，在大幅度的增加了收集極的散熱能力的同時，大大提高了大功率空間行波管的可靠性。
【附圖說明】
[0024]圖1為現(xiàn)有的收集極結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0025]圖2為現(xiàn)有收集極與底板及收集極上蓋焊接后的剖面圖。
[0026]圖3為針對現(xiàn)有收集極的等位面與電子軌跡示意圖。
[0027]圖4為本實用新型第一實施例中內(nèi)收集極結(jié)構(gòu)的剖面示意圖之一。
[0028]圖5為本實用新型第一實施例中內(nèi)收集極結(jié)構(gòu)的剖面示意圖之二。
[0029]圖6為本實用新型第一實施例中收集極等位面與電子軌跡示意圖。
[0030]圖7為本實用新型第二實施例中收集極結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0031 ]圖8為本實用新型第三實施例中行波管的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖9為本實用新型第三實施例中底板、收集極和收集極上蓋之間的配合結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0034]實施例1:
[0035]如圖4、5所示，一種內(nèi)收集極10，所述內(nèi)收集極10的電子注入口11呈斜口設(shè)置;所述電子注入口 11的口端軸線111與所述內(nèi)收集極10的本體軸線12所構(gòu)成的面為所述第一截面13，所述內(nèi)收集極10本體具有相對于其過軸線的第一截面13的對稱面。
[0036]所述內(nèi)收集極10的前部14為錐狀結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)收集極10的后部15為筒狀結(jié)構(gòu)。
[0037]進(jìn)一步的，所述電子注入口 11的上端邊沿點112和所述電子注入口 11的下端邊沿點113分別位于所述內(nèi)收集極10的軸線12兩側(cè)。
[0038]如圖6所示，圖6為收集極等位面與電子軌跡示意圖，本實施例以B點電子說明收集極電子運(yùn)動軌跡，B點電子為電子注進(jìn)入本實用新型所提供的內(nèi)收集極后中軸線上的電子，其中I向為電子注進(jìn)入方向，2向為B點電子進(jìn)入電極運(yùn)動方向，3向為B點電子運(yùn)動方向等位線徑向分量，4向為B點電子運(yùn)動方向等位線切向分量，5向為B點電子注受力方向；由于本實用新型中內(nèi)收集極的內(nèi)收電子注入口為斜口設(shè)置，等位線徑向方向與內(nèi)收集極中軸線即B點電子運(yùn)動方向存在夾角，B點電子在電場作用下向偏心的方向偏轉(zhuǎn)，直至打在內(nèi)收集極內(nèi)壁上，中軸線上的電子和部分中軸線右側(cè)的電子也將偏轉(zhuǎn)方向至左側(cè)，直至電子運(yùn)動軌跡與等位線徑向一致的部分電子為界;根據(jù)電子光學(xué)原理，此種結(jié)構(gòu)，電場等位面透鏡偏向內(nèi)收集極下部，更多的電子注將沿透鏡徑向朝與底板接觸的收集極下底面行進(jìn)，轟擊收集極產(chǎn)生熱量，從而增強(qiáng)收集極的整體散熱性能。
[0039]實施例2:
[0040]如圖7所示，本實施例提供一種包括上述內(nèi)收集極1的收集極，所述收集極還包括設(shè)置在所述內(nèi)收集極10外側(cè)的外收集極30，所述內(nèi)收集極10與外收集極30之間封裝有絕緣導(dǎo)熱瓷件20。
[0041 ] 實施例3:
[0042]如圖1至9所示，本實施例提供一種包括上述收集極的行波管，所述行波管還包括底板40和收集極上蓋50;收集極匹配的設(shè)置在所述底板40和收集極上蓋50之間。
[0043]進(jìn)一步的，內(nèi)收集極10上呈斜口設(shè)置的電子注入口11被設(shè)置為使得電子注更多偏向底板40的方向；所述第一截面13垂直于所述底板40板面設(shè)置。所述收集極的下半部60與底板40錫焊，收集極的上半部70與收集極上蓋50錫焊，本實施例中收集極整體外形為圓柱型，底板40和收集極上蓋50焊接面形狀與收集極外形一致，以便于焊接。
[0044]實用新型通過改進(jìn)內(nèi)收集極的結(jié)構(gòu)，使得電場等位面透鏡偏向內(nèi)收集極下部，更多的電子注將沿徑向與底板接觸的收集極下底面行進(jìn)，轟擊收集極產(chǎn)生熱量，直接與底板進(jìn)行傳導(dǎo)散熱，使得收集極上部、下部散熱均勻，收集極上部與收集極下部之間的溫差小，不會出現(xiàn)局部過熱等現(xiàn)象，從而在大幅度的增加了收集極的整體散熱能力的同時，大大提高了大功率空間行波管的可靠性。
[0045]本文中所采用的描述方位的詞語“上”、“下”、“左”、“右”等均是為了說明的方便基于附圖中圖面所示的方位而言的，在實際裝置中這些方位可能由于裝置的擺放方式而有所不同。
[0046]綜上所述，本實用新型所述的實施方式僅提供一種最佳的實施方式，本實用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點已揭示如上，然而熟悉本項技術(shù)的人士仍可能基于本實用新型所揭示的內(nèi)容而作各種不背離本實用新型創(chuàng)作精神的替換及修飾；因此，本實用新型的保護(hù)范圍不限于實施例所揭示的技術(shù)內(nèi)容，故凡依本實用新型的形狀、構(gòu)造及原理所做的等效變化，均涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種內(nèi)收集極，其特征在于:所述內(nèi)收集極的電子注入口呈斜口設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)收集極，其特征在于:所述內(nèi)收集極本體具有相對于其過軸線的第一截面的對稱面。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)收集極，其特征在于:所述電子注入口的口端軸線與所述內(nèi)收集極的本體軸線所構(gòu)成的面為所述第一截面。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)收集極，其特征在于:所述內(nèi)收集極的前部為錐狀結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)收集極的后部為筒狀結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)收集極，其特征在于:所述電子注入口的上端邊沿點和所述電子注入口的下端邊沿點分別位于所述內(nèi)收集極的軸線兩側(cè)。6.—種包括如權(quán)利要求1至5所述內(nèi)收集極的收集極，其特征在于:所述收集極還包括設(shè)置在所述內(nèi)收集極外側(cè)的外收集極，所述內(nèi)收集極與外收集極之間封裝有絕緣導(dǎo)熱瓷件。7.一種包括如權(quán)利要求6所述收集極的行波管，其特征在于:所述行波管還包括底板和收集極上蓋;收集極匹配的設(shè)置在所述底板和收集極上蓋之間。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的行波管，其特征在于:內(nèi)收集極上呈斜口設(shè)置的電子注入口被設(shè)置為使得電子注更多偏向底板的方向。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的行波管，其特征在于:所述第一截面垂直于所述底板板面。
【文檔編號】H01J23/033GK205645748SQ201620276298
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】于文杰, 張新娜, 周保東
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第十二研究所