專利名稱：磁控管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在高頻加熱電器，比如微波爐等中應(yīng)用的磁控管。
背景技術(shù)：
圖11所示為組裝在微波爐等中的常規(guī)磁控管1的實例。
這種磁控管1包含其中心軸線沿著上/下方向的陰極3、同軸地包圍這個陰極3的陽極管狀本體5、輸入側(cè)磁部件7、陰極端導(dǎo)電柱31、輸出側(cè)磁部件13、第二金屬圓柱體15和微波輻射天線19。輸入側(cè)磁部件7設(shè)置在陽極管狀本體5的下開口端。陰極端導(dǎo)電柱31形成使這個陰極端導(dǎo)電柱31從覆蓋這個輸入側(cè)磁部件7的第一金屬圓柱體9凸伸。輸出側(cè)磁部件13設(shè)置在陽極管狀本體5的上開口端。第二金屬圓柱體15覆蓋該輸出側(cè)磁部件13。微波輻射天線19形成在第二金屬圓柱體15上，以使這個天線19從第二金屬圓柱體15通過由陶瓷形成的絕緣管17凸伸。
多個陽極翼片20放射狀地連接到陽極管狀本體5的內(nèi)壁面上，這些陽極翼片朝向陽極管狀本體5的中心軸。耦合環(huán)接合凹形部分20a和耦合環(huán)插入凹形部分20b設(shè)置在這些陽極翼片20中的每個翼片的上部邊緣和下部邊緣上以使耦合環(huán)接合凹形部分20a的位置相對于耦合環(huán)插入凹形部分20b的位置沿著徑向方向移位，并且耦合環(huán)接合凹形部分20a和耦合環(huán)插入凹形部分20b都相對于上部邊緣和下部邊緣反向地設(shè)置。耦合環(huán)接合凹形部分20a用來連接耦合環(huán)，而耦合環(huán)插入凹形部分20b用來將耦合環(huán)以非接觸的方式插入到其中。
然后，沿圓周方向設(shè)置的陽極翼片20每一個翼片地電連接，而兩個耦合環(huán)22和24中的任一個連接到耦合環(huán)接合凹形部分20a。這些耦合環(huán)是小直徑耦合環(huán)22和大直徑耦合環(huán)24，小直徑耦合環(huán)22和大直徑耦合環(huán)24以同軸的方式設(shè)置在陽極管狀本體5的中心軸上。
第一環(huán)形永磁體21的一個磁極磁性地耦合到輸入側(cè)磁部件7。這個第一環(huán)形永磁體21由鐵氧體制成，并且層疊在包圍第一金屬圓柱體9的輸入側(cè)磁部件7的環(huán)形外部邊緣平面上。此外，第二環(huán)形永磁體23的一個磁極磁性地耦合到輸出側(cè)磁部件13上。這個第二環(huán)形永磁體23由鐵氧體制成，并且層疊在包圍第二金屬圓柱體15的輸出側(cè)磁部件13的環(huán)形外部邊緣平面上。
框形磁扼25具有通孔25a，該通孔25a用于將陰極端導(dǎo)電柱31插入到其下部邊緣部分中，而應(yīng)用這個框形磁扼25以將第一環(huán)形永磁體21的另一磁極磁性地耦合到第二環(huán)形永磁體23的另一磁極。
此外，許多熱輻射片27以多級形式安裝在陽極管狀本體5的外部周邊面上。金屬過濾器殼體29安裝在框形磁扼25的下部邊緣部分的外部表面上，同時該金屬過濾器29用于避免泄漏的電磁波從磁控管1中泄漏出來的情況。其直徑小于框形磁扼25的通孔25a的直徑的陰極端導(dǎo)電柱31緊密地焊接到第一金屬圓柱體9上，同時陰極端11a穿過陰極端導(dǎo)電柱31的內(nèi)側(cè)，然后電連接到引線11。
旁路型電容器33安裝在這個過濾器殼體29的側(cè)表面部分上，而扼流線圈35的一端連接到設(shè)置在過濾器殼體29內(nèi)的陰極端導(dǎo)電柱31的陰極端11a上。這個扼流線圈35的另一端連接到電容器33的旁路電極上，以構(gòu)成能夠防止泄漏的電磁波的LC濾波電路。
在以上述的方式構(gòu)造的常規(guī)的磁控管1中，沿著其軸向方向上具有1/4波長的扼流環(huán)37緊密焊接到金屬管15上，以抑制在微波輻射天線19的一側(cè)上已經(jīng)泄漏的高頻噪聲。
在另一方面，關(guān)于磁控管，都作出了規(guī)定以防止在高頻分量、相對較低的30至1,000MHz的頻率分量以及基波分量(兩個帶寬和邊帶電平)方面的輻射噪聲(噪聲泄漏)。具體地說，在第五諧波方面作出了嚴(yán)格的規(guī)定。
僅配備上述的扼流環(huán)37不能足夠地防止輻射噪聲/泄漏，以便滿足輻射噪聲的這種規(guī)定。
通常，在基波的頻譜可能成為具有減小的邊帶的純(c1ear)波形時，第n次波(更高的諧波)的頻譜也可能成為純波形，因此可以降低輻射噪聲。應(yīng)該理解的是，在基波的頻譜上邊帶的產(chǎn)生受到輸出側(cè)磁部件13的中心平整部分的半徑“Rp”的極大影響。
關(guān)于輸出側(cè)磁部件13的平整部分，圖12(a)至圖12(e)表示當(dāng)在每個陽極翼片20的附近的平整區(qū)域中，該平整部分的半徑“Rp”逐漸增加以使磁通量集中在陽極管狀本體5內(nèi)的有效空間中時，基波的頻譜的變化。
在圖12(a)至圖12(e)中，在小直徑耦合環(huán)22的外圓周的半徑尺寸是“Rs1”而大直徑耦合環(huán)24的內(nèi)圓周的半徑尺寸是“Rs2”，同時這些半徑尺寸“Rs1”和“Rs2”都用作參考半徑時，通過增加/減小上文解釋的平整部分的半徑“Rp”測量基波頻譜。
圖12(a)所示為在Rp＜Rs1時的基波頻譜；圖12(b)所示為在Rp＝Rs1時的基波頻譜；圖12(c)所示為在Rp＝(Rs1+Rs2)/2時的基波頻譜；圖12(d)所示為在Rp＝Rs2時的基波頻譜；以及圖12(e)所示為在Rp＜Rs2時的基波頻譜。
從相應(yīng)的附圖中可以清楚地看出，它代表這種趨勢。即，在輸出側(cè)磁部件13的平整部分的半徑“Rp”增加(即，相對扼流直徑的差值變寬)，響應(yīng)該增加的半徑，邊帶的產(chǎn)生減小，因此所得的頻譜可以變純。
在實際的情況下，當(dāng)測量在2.4GHz附近的噪聲電平時，如圖13所示，如果平整部分的半徑“Rp”超過小直徑耦合環(huán)22的半徑尺寸“Rs1”，則噪聲電平快速地衰減。
因此，一般地說，考慮到這種趨勢，使輸出側(cè)磁部件13的平整部分的半徑“Rp”大于大直徑耦合環(huán)24的半徑尺寸，已經(jīng)制造了常規(guī)的磁控管以能夠防止輻射噪聲/泄漏。
然而，在使輸出側(cè)磁部件13的平整部分的半徑“Rp”大于大直徑耦合環(huán)24的半徑尺寸時，雖然可以實現(xiàn)輻射噪聲的減少，但是仍然存在這樣的問題，即正如從圖12(e)的基波頻譜電平中可以了解的，振蕩效率降低了。
最近，人們已經(jīng)特別注意到在輻射噪聲中在2.2GHz范圍(頻帶)的噪聲。有一種趨勢是在增加振蕩效率時可能容易地產(chǎn)生這種2.2GHz范圍的噪聲。圖10所示為2.4GHz范圍的噪聲波形以及2.2GHz范圍的噪聲波形。在這個附圖中，右邊的部分對應(yīng)于在2.4GHz范圍中的噪聲，左邊的部分對應(yīng)于在2.2GHz范圍中的噪聲，如圖所示。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決這種噪聲產(chǎn)生問題，本發(fā)明的發(fā)明人獲得了新的認識，因為發(fā)明人精確地分析了輸出側(cè)磁部件的平整部分的尺寸、以及在這些陽極翼片和相應(yīng)的耦合環(huán)的尺寸之間的相關(guān)關(guān)系。
基于上述認識，本發(fā)明已經(jīng)解決了上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種這樣的磁控管，它能夠?qū)⑤椛湓肼暅p小到足夠低的電平，此外還能夠避免振蕩效率的降低，因此可以改善振蕩效率。
為實現(xiàn)上述的目的，根據(jù)本發(fā)明的磁控管的特征在于，在該磁控管中連接耦合環(huán)的耦合環(huán)接合凹形部分和將耦合環(huán)以非接觸的方式插入其中的耦合環(huán)插入凹形部分兩者都設(shè)置在每個陽極翼片的上部邊緣和下部邊緣上，以使耦合環(huán)接合凹形部分和耦合環(huán)插入凹形部分沿陽極管狀本體的徑向方向彼此移位；通過使相對于陽極管狀本體的中心軸線同軸地設(shè)置的兩組耦合環(huán)(即小直徑耦合環(huán)和大直徑耦合環(huán))中的任一組連接到耦合環(huán)接合凹形部分，沿圓周方向設(shè)置的陽極翼片每一個翼片地彼此電連接；以及以非接觸的方式通過輸出側(cè)磁部件的微波輻射天線連接到在多個陽極翼片中的一個陽極翼片上；其中在如下的情況下小直徑耦合環(huán)的外圓周的半徑尺寸等于“Rs1”；大直徑耦合環(huán)的內(nèi)圓周的半徑尺寸等于“Rs2”；內(nèi)接該陽極翼片的頂端部分的圓周的半徑等于“Ra”；以及位于每個陽極翼片的附近的磁部件的中心平整部分的半徑等于“Rp”，Ra、Rs1、Rs2、Rp的值被設(shè)置成滿足如下公式(1)和(2)1.85Ra≤(Rs1+Rs2)/2≤1.96Ra…(1)Rs1＜Rp＜Rs2…(2)。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人所作的分析，不僅輸出側(cè)磁部件的平整部分的半徑尺寸“Rp”而且上述的半徑“Rp”與各種類型的尺寸(比如小直徑耦合環(huán)的外圓周的半徑尺寸“Rs1”、大直徑耦合環(huán)的內(nèi)圓周的半徑尺寸“Rs2”、以及內(nèi)接陽極翼片的頂部部分的圓周的半徑“Ra”)的比率都可以輕微地影響磁控管的輻射噪聲量和振蕩效率。
例如，第五諧波噪聲的泄漏量代表這種曲線特性，同時這種曲線特性具有朝下部方向的凸形，并在[(Rs1+Rs2)/2]/Ra＝1.90附近變成最小值。結(jié)果，由于Rs1、Rs2、Ra的相應(yīng)的值被設(shè)置成這樣的適當(dāng)范圍，即在這種范圍中[(Rs1+Rs2)/2]/Ra收斂到最小值的附近，因此噪聲泄漏可以被抑制到最小的泄漏值，并且可以足夠地減小輻射噪聲。
此外，振蕩效率代表這樣的一種趨勢這種振蕩效率的特征曲線在Rp超過Rs2的區(qū)域附近具有拐點，以及在這種特征曲線超過拐點時，振蕩效率快速地降低。結(jié)果，由于Rp被設(shè)置成在拐點附近的合適的值，因此可以避免振蕩效率的降低。
此外，在50MHz頻帶中的噪聲代表這樣的一種趨勢這種噪聲曲線在Rs1的附近具有拐點，以及在該噪聲曲線變得低于或等于這個拐點時，噪聲快速地增加。結(jié)果，由于平整部分的半徑Rp增加到大于或等于Rs1，因此可以減小在50MHz頻帶中的噪聲的泄漏。
因此，如果Rs1、Rs2、Rp的相應(yīng)的值被設(shè)置在上述的公式(1)和(2)的設(shè)定范圍中，則可以充分地降低輻射噪聲。此外，可以防止振蕩效率的降低，而且還可以改善振蕩效率。
優(yōu)選的是，在上述的磁控管中，關(guān)于設(shè)置在每個陽極翼片的上部/下部邊緣的耦合環(huán)接合凹形部分的深度尺寸被設(shè)置成使與耦合環(huán)接合凹形部分接合的耦合環(huán)相對于每個陽極翼片的上部/下部邊緣朝內(nèi)下沉。
如下給定在噪聲泄漏量和耦合環(huán)相對于陽極翼片邊緣的下沉量之間的關(guān)系即，下沉量代表具有朝下側(cè)的凸形的曲線特征，并且在從0.43毫米至0.64毫米的范圍內(nèi)還具有最小值。
結(jié)果，如上文所述，由于下沉量被設(shè)置在最小值的附近中的適當(dāng)范圍，因此可以抑制噪聲泄漏量，此外，可以加強輻射噪聲的減小。
此外，優(yōu)選的是，在上述的磁控管中，在設(shè)置在陰極的一個邊緣上的輸出側(cè)端帽和每個陽極翼片的上部邊緣之間沿軸線方向的間隔被設(shè)置在0.2毫米至0.4毫米。
由于通過應(yīng)用這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)造磁控管，即在輸出側(cè)端帽和每個陽極翼片的上部邊緣之間沿軸線方向的距離被設(shè)置在0.2毫米至0.4毫米，因此可以抑制在2.2GHz頻帶中的噪聲。在上述結(jié)構(gòu)中能夠抑制在2.2GHz頻帶中的噪聲的原因可能在于即，可以降低這種現(xiàn)象，其中天線導(dǎo)體的高頻電場可能干擾形成在每個陽極翼片的中心側(cè)邊緣部分和陰極之間的操作空間內(nèi)的電子的運動。換句話說，從陰極輻射的熱電子被施加在陰極和每個陽極翼片之間的較高的陽極電壓加速，此外，由磁場彎曲這些熱電子的軌跡。然后，在這些熱電子旋轉(zhuǎn)運動的同時，旋轉(zhuǎn)的熱電子通過該操作空間傳播，然后達到陽極翼片。這時，在操作空間中的熱電子的運動受天線導(dǎo)體的高頻電場的干擾，因此，這些熱電子可能彼此相互碰撞，這就出現(xiàn)了噪聲。為了防止在2.2GHz頻帶中出現(xiàn)這種噪聲，可以理解的是，磁控管可以利用這樣的結(jié)構(gòu)，即可以使天線導(dǎo)體的高頻磁場幾乎不進入所述操作空間中。


圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的磁控管的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖2所示為表示在圖1中的磁控管的主要結(jié)構(gòu)的放大視圖。
圖3所示在根據(jù)本發(fā)明實施例的磁控管中，耦合環(huán)的尺寸和第五諧波噪聲之間的關(guān)系的曲線圖。
圖4所示在根據(jù)本發(fā)明實施例的磁控管中，磁部件的平整部分和振蕩效率之間的關(guān)系的曲線圖。
圖5所示在根據(jù)本發(fā)明實施例的磁控管中，磁部件的平整部分和50MHz頻帶的噪聲之間的關(guān)系的曲線圖。
圖6所示在根據(jù)本發(fā)明實施例的磁控管中，噪聲和耦合環(huán)的下沉量之間的關(guān)系的曲線圖。
圖7所示在根據(jù)本發(fā)明實施例的磁控管中，端帽至翼片的距離和低邊帶輻射電平相對值之間的關(guān)系的曲線圖。
圖8所示在根據(jù)本發(fā)明實施例的磁控管中，端帽至翼片的距離和負載穩(wěn)定性之間的關(guān)系的曲線圖。
圖9所示在根據(jù)本發(fā)明實施例的磁控管中，在2.2GHz頻帶中的噪聲的改進實例的曲線圖。
圖10所示為在常規(guī)的磁控管中在2.2GHz頻帶中的噪聲的曲線圖。
圖11所示為表示常規(guī)磁控管的結(jié)構(gòu)的剖面視圖。
圖12(a)、12(b)、12(c)、12(d)和12(e)為測量圖，示出了響應(yīng)在常規(guī)的磁控管中使用的磁部件的平整部分的半徑的增加，在基波頻譜上發(fā)生邊帶減小的情況。
圖13所示為噪聲電平和在常規(guī)的磁控管中使用的磁部件的平整部分的半徑之間的相關(guān)關(guān)系的曲線圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖詳細地解釋根據(jù)本發(fā)明的實施例的磁控管。
圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的實施例的磁控管41的剖面圖。
本實施例的磁控管41如下構(gòu)造將在圖11中所示的常規(guī)的磁控管1的輸入側(cè)磁部件7替換為輸入側(cè)磁部件43；將它的輸出側(cè)磁部件13替換為輸出側(cè)磁部件45；將它的陽極翼片20替換為陽極翼片47；將它的小直徑耦合環(huán)22替換為小直徑耦合環(huán)49；以及將大直徑耦合環(huán)24替換為大直徑耦合環(huán)51。這種磁控管41的其它結(jié)構(gòu)同樣地用作常規(guī)的磁控管1的結(jié)構(gòu)。應(yīng)該注意的是，在圖11中所示的相同的附圖標(biāo)記用來指代這些同樣地使用的結(jié)構(gòu)元件的附圖標(biāo)記，因此，省去對其的解釋或簡化對其的解釋。
還應(yīng)該注意的是，設(shè)計或發(fā)明了這些已經(jīng)替換的輸入側(cè)磁部件43、輸出側(cè)磁部件45、陽極翼片47、小直徑耦合環(huán)49和大直徑耦合環(huán)51相對于輸出側(cè)磁部件45的中心平整部分45a的尺寸比率。
這就是說，本實施例的磁控管41如下設(shè)置。輸入側(cè)磁部件43和輸出側(cè)磁部件45緊密地連接到陽極管狀本體5的上部邊緣和下部邊緣，陽極管狀本體5的中心軸線朝上/下方向。此外，多個陽極翼片47放射狀地連接到陽極管狀本體5的內(nèi)壁面，這些陽極翼片朝向陽極管狀本體5的中心軸線。耦合環(huán)接合凹形部分47a和耦合環(huán)插入凹形部分47b設(shè)置在這些陽極翼片47的每個陽極翼片的上部邊緣和下部邊緣上，以使耦合環(huán)接合凹形部分47a的位置相對于耦合環(huán)插入凹形部分47b的位置沿徑向方向移位，并且耦合環(huán)接合凹形部分47a和耦合環(huán)插入凹形部分47b相對于上部邊緣和下部邊緣都以反向方式設(shè)置。耦合環(huán)接合凹形部分47a用來連接耦合環(huán)，而耦合環(huán)插入凹形部分47b用來將耦合環(huán)以非接觸的方式插入其中。沿圓周方向設(shè)置的這些陽極翼片47彼此每一個翼片地電連接，同時兩個耦合環(huán)49和51中的任一個連接到耦合環(huán)接合凹形部分47a上。這些耦合環(huán)是在陽極管狀本體5的中心軸線上以同軸方式設(shè)置的小直徑耦合環(huán)49和大直徑耦合環(huán)51。此外，以非接觸的方式通過輸出側(cè)磁部件45的微波輻射天線13連接到在多個陽極翼片47中的一個陽極翼片的上部邊緣。
然后，如圖2所示，假設(shè)小直徑耦合環(huán)49的外部圓周的直徑尺寸等于“Rs1”；大直徑耦合環(huán)51的內(nèi)圓周的直徑尺寸等于“Rs2”；內(nèi)接陽極翼片47的頂端部分的圓周的直徑等于“Ra”；以及位于每個陽極翼片47附近的輸出側(cè)磁部件45的中心平整部分的直徑等于“Rp”，Ra、Rs1、Rs2、Rp的相應(yīng)的值被設(shè)置成滿足如下公式(1)和(2)1.85Ra≤(Rs1+Rs2)/2≤1.96Ra…(1)Rs1＜Rp＜Rs2…(2)
如圖2所示，在本實施例中，關(guān)于每個陽極翼片47的上部/下部邊緣的耦合環(huán)接合凹形部分47a，將它的深度尺寸“hs”設(shè)置成要與這個耦合環(huán)接合凹形部分47a接合的耦合環(huán)從每個陽極翼片47的上部/下部邊緣朝內(nèi)下沉。
此外，在本實施例中，如圖2所示，在輸出側(cè)端帽和每個陽極翼片47的上部邊緣之間沿軸向方向的距離“Ga”設(shè)置為0.2毫米至0.4毫米，而這個輸出側(cè)端帽55設(shè)置在陰極3的上端。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人所作的實驗和分析，高頻噪聲(包括作為初始噪聲的第五諧波噪聲)的泄漏量表示如在圖3中的點“A2”指示的曲線特征，而這種曲線特征具有方向朝下的凸形，并在[(Rs1+Rs2)/2]/Ra＝1.90附近成為最小值。由于Rs1、Rs2、Ra的相應(yīng)的值被設(shè)置在能夠滿足上文解釋的公式(1)的范圍中，因此可以將高頻噪聲的泄漏量抑制到大約54至55dBpW的最小值。
此外，如圖4所示，振蕩效率代表這樣的趨勢，即這種振蕩效率的特征曲線在Rp(平整部分的半徑)超過Rs2(大直徑耦合環(huán)51的半徑尺寸)的區(qū)域附近具有拐點“B2”，以及在這種特征曲線超過拐點B2時，振蕩效率快速地降低。此外，如圖5所示，低頻范圍(50MHz頻帶)的噪聲代表這樣的趨勢，即這種噪聲曲線在Rs1(小直徑耦合環(huán)49的半徑)附近具有拐點“C1”，以及在這種噪聲變得低于或等于這個拐點C1時，噪聲快速地增加。
結(jié)果，由于Rs1、Rs2、Rp的相應(yīng)的值被設(shè)置在能夠滿足上文解釋的公式(2)的范圍中，因此可以改善振蕩效率，并且還能夠防止低頻范圍的噪聲泄漏。
換句話說，在本實施例的磁控管41中，由于Rs1、Rs2、Ra的相應(yīng)的值被設(shè)置在能夠滿足上文解釋的公式(1)的范圍中，因此可以將高頻噪聲(包括作為初始噪聲的第五諧波噪聲)的泄漏量抑制到低于或等于預(yù)定的噪聲泄漏量。此外，由于Rs1、Rs2、Rp的相應(yīng)的值被設(shè)置得使其能夠滿足上文解釋的公式(2)，因此可以改善振蕩效率，同時還能夠防止低頻范圍的噪聲泄漏?？傊?，可以充分地降低在所有的頻率范圍上的輻射噪聲。此外，在防止振蕩效率降低的同時，還能夠改善振蕩效率。
此外，如下給定在噪聲泄漏量和耦合環(huán)相對于陽極翼片47的邊緣的下沉量之間的關(guān)系即，如圖6的點“D1”和“D2”所示，下沉量代表具有朝下側(cè)的凸形的曲線特征，并且在0.43毫米至0.64毫米的范圍中具有最小值。結(jié)果，耦合環(huán)接合凹形部分47a的深度被設(shè)置成下沉量可以被確定在從點D1至點D2的范圍內(nèi)或在這個范圍的附近。因此，通過將陽極耦合環(huán)49和51相對于陽極翼片的邊緣定位而引起的噪聲量可以被抑制到在最小值附近。此外，還可以進一步減小輻射噪聲。
根據(jù)通過本發(fā)明的發(fā)明人所進行的比較實驗，在相應(yīng)的結(jié)構(gòu)元件的半徑被設(shè)置為滿足Rp＞Rs2和[(Rs1+Rs2)/2]/Ra＝1.84的常規(guī)的磁控管的情況下，可以識別沒有基波邊帶的純頻譜。然而，可以實現(xiàn)下面的結(jié)果。即，振蕩效率為72.2％，即圖4的點B3；第五諧波噪聲是59dBpW，即圖3的點A1；以及在50MHz范圍中的噪聲是24dBV/m，即圖5的點C3。
與這種常規(guī)的磁控管相反，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)元件的半徑被設(shè)置為滿足Rs1＜Rp＜Rs2和[(Rs1+Rs2)/2]/Ra＝1.91的根據(jù)本發(fā)明的磁控管的情況下，不僅可以識別沒有基波邊帶的純頻譜，而且還可以獲得如下的結(jié)果。即，振蕩效率為73.6％，即圖4的點B1；第五諧波噪聲是54dBpW，即圖3的點A2；以及在50MHz范圍中的噪聲是26dBV/m，即圖5的點C2。
換句話說，關(guān)于振蕩效率，可以確認改善1.4％。此外，關(guān)于第五諧波噪聲，可以確認改善5dB。因此，根據(jù)本發(fā)明的磁控管的結(jié)構(gòu)的有效特征得到了證明。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的實施例的磁控管中，小直徑耦合環(huán)49和大直徑耦合環(huán)51下沉到陽極翼片47的耦合環(huán)接合凹形部分47a中，第五諧波噪聲表示為圖6中所示的最小點的48dBpW。與常規(guī)的磁控管的第五諧波噪聲相比，可以確認這種磁控管的第五諧波噪可觀地改善了11dB。
此外，與如圖7中所示距離“Ga”超過0.4毫米的情況相比，在根據(jù)本發(fā)明的實施例的磁控管中，在陽極3的上端上設(shè)置的輸出側(cè)端帽55和每個陽極翼片47的上部邊緣之間沿軸向方向的距離“Ga”設(shè)置為0.2至0.4毫米，較低的邊帶輻射電平的相對值變?yōu)檩^低的值(大約為-13dB)。此外，關(guān)于在距離“Ga”和負載穩(wěn)定性之間的關(guān)系，如圖8所示，負載穩(wěn)定性可以取穩(wěn)定值(大約為600mA)。在這種情況下，雖然負載穩(wěn)定性可以取在距離Ga超過0.2毫米的長度之后的穩(wěn)定值，因為較低的邊帶輻射電平的相對值自0.4毫米的距離開始Ga快速地增加，因此距離Ga可以最終集中在從0.2毫米至0.4毫米的范圍內(nèi)。作為實驗的結(jié)果，可以確認如下的事實。即，由于距離Ga被設(shè)定到所述值，如圖9所示，因此在2.2GHz頻帶中的噪聲可以被抑制大約10dB。此外，可以確認另一事實。即，由于在0.2毫米和0.4毫米之間確定的距離Ga的這種范圍內(nèi)可以實現(xiàn)更好的負載穩(wěn)定性，因此可以實施穩(wěn)定的振蕩而不管負載如何。
以上述的方式可以抑制在2.2GHz頻帶的原因可以認為如下即，如上文所述，這樣的現(xiàn)象可以減少，其中天線導(dǎo)體19的高頻電場可以干擾形成在每個陽極翼片47的中心側(cè)邊緣部分和陰極3之間的操作空間內(nèi)的電子的運動。換句話說，從陰極3輻射的熱電子可以由施加在陰極3和每個陽極翼片47之間的高陽極電壓加速，此外，這些熱電子的軌跡可以通過磁場彎曲。然后，在這些熱電子旋轉(zhuǎn)運動的同時，旋轉(zhuǎn)的熱電子通過所述操作空間傳播，然后達到陽極翼片。這時，在操作空間中的熱電子的運動受天線導(dǎo)體19的高頻電場的干擾，因此，這些熱電子可能彼此相互碰撞，這就出現(xiàn)了噪聲。然而，由于磁控管被構(gòu)造成使天線導(dǎo)體19的高頻電場幾乎不進入操作空間，因此可以減小對在操作空間內(nèi)的熱電子的運動的干擾，因此可以降低在這些熱電子中的碰撞的發(fā)生。結(jié)果，可以減小噪聲的發(fā)生。
根據(jù)本發(fā)明的磁控管，由于Rs1、Rs2、Ra的相應(yīng)的值被設(shè)置使其能夠滿足上述的公式(1)，因此可以將高頻噪聲(包括作為初始噪聲的第五諧波噪聲)的泄漏量抑制到低于或等于預(yù)定的噪聲泄漏量。此外，由于由于Rs1、Rs2、Ra的相應(yīng)的值被設(shè)置使其能夠滿足上文解釋的公式(2)，因此可以改善振蕩效率，同時還能夠防止低頻范圍的噪聲泄漏?？傊梢猿浞值亟档驮谡麄€頻率范圍上的輻射噪聲。此外，在防止振蕩效率降低的同時，還能夠改善振蕩效率。
此外，根據(jù)本發(fā)明，由陽極耦合環(huán)49和51相對于陽極翼片的邊緣的定位所引起的噪聲量可以被抑制到在最小值附近的值。此外，還可以加強輻射噪聲的減小。
此外，根據(jù)本發(fā)明，可以改善在2.2GHz頻帶中的噪聲，而且不管負載狀態(tài)如何，都能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的振蕩。
權(quán)利要求
1.一種磁控管，其中連接耦合環(huán)的耦合環(huán)接合凹形部分和將耦合環(huán)以非接觸的方式插入其中的耦合環(huán)插入凹形部分兩者都設(shè)置在每個陽極翼片的上部邊緣和下部邊緣上，以使耦合環(huán)接合凹形部分和耦合環(huán)插入凹形部分沿陽極管狀本體的徑向方向彼此移位；通過使相對于陽極管狀本體的中心軸線同軸地設(shè)置的小直徑耦合環(huán)和大直徑耦合環(huán)中的任一個連接到耦合環(huán)接合凹形部分，沿圓周方向設(shè)置的陽極翼片每一個翼片地彼此電連接；以及以非接觸的方式通過輸出側(cè)磁部件的微波輻射天線連接到多個陽極翼片中的一個陽極翼片，其中，在如下的情況下小直徑耦合環(huán)的外圓周的半徑尺寸是“Rs1”；大直徑耦合環(huán)的內(nèi)圓周的半徑尺寸是“Rs2”；內(nèi)接所述陽極翼片的頂端部分的圓周的半徑是“Ra”；以及位于每個陽極翼片附近的磁部件的中心平整部分的半徑是“Rp”，Ra、Rs1、Rs2、Rp的值被設(shè)置成使其滿足下式(1)和(2)1.85Ra≤(Rs1+Rs2)/2≤1.96Ra…(1)Rs1＜Rp＜Rs2…(2)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控管，其中設(shè)置在每個陽極翼片的上部/下部邊緣上的耦合環(huán)接合凹形部分的深度尺寸被設(shè)置成使與耦合環(huán)接合凹形部分接合的耦合環(huán)相對于每個陽極翼片的上部/下部邊緣朝內(nèi)下沉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控管，其中在設(shè)置在陰極的一個邊緣上的輸出側(cè)端帽和每個陽極翼片的上部邊緣之間沿軸線方向的間隔被設(shè)置為0.2至0.4毫米。
全文摘要
在如下的情況下磁控管的小直徑耦合環(huán)的外圓周的半徑尺寸等于“Rs1”，大直徑耦合環(huán)的內(nèi)圓周的半徑尺寸等于“Rs2”，內(nèi)接陽極翼片的頂端部分的圓周的半徑等于“Ra”，以及位于每個陽極翼片附近的磁部件的中心平整部分的半徑等于“Rp”，Ra、Rs1、Rs2、Rp的值被設(shè)置成使其滿足如下公式(1)和(2)1.85Ra≤(Rs1+Rs2)/2≤1.96Ra...(1)Rs1＜Rp＜Rs2...(2)。
文檔編號H01J25/00GK1477673SQ0317848
公開日2004年2月25日 申請日期2003年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月18日
發(fā)明者吉原正訓(xùn), 塚田敏行, 大栗英樹, 齊藤悅扶, 石井健, 扶, 樹, 行 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社