專利名稱：一種三葉草慢波結(jié)構(gòu)的周期永磁聚焦系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及真空電子器件領(lǐng)域，尤其涉及一種三葉草慢波結(jié)構(gòu)的周期永磁聚焦系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
行波管作為真空微波功率放大器件，具有頻帶寬、增益大、效率高、輸出功率大等優(yōu)點(diǎn)，在各類軍用微波發(fā)射機(jī)中有著廣泛的應(yīng)用，被譽(yù)為武器裝備的“心臟”。行波管是一種十分復(fù)雜的器件，涉及到微波、電子光學(xué)、真空、陰極等技術(shù)。其中電子光學(xué)技術(shù)是行波管設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵的部分。良好的電子注流通率的獲得是行波管能否研制成功的決定性因素之一。幾乎所有的行波管都利用磁場(chǎng)對(duì)電子注聚焦。可以用電磁鐵或永久磁鋼產(chǎn)生磁場(chǎng)。電磁鐵就是利用電流通過(guò)線圈在線圈周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。永久磁鋼是利用電子在材料中的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，不需要額外提供功率。永磁體聚焦中應(yīng)用最為廣泛的是周期永磁聚焦系統(tǒng) (PPM)0為了提高行波管的功率，曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)“三葉草”、“蜈蚣”、“長(zhǎng)槽”等慢波結(jié)構(gòu)的耦合腔行波管。目前，只有三葉草慢波結(jié)構(gòu)行波管有實(shí)用管型。三葉草慢波結(jié)構(gòu)是負(fù)電感耦合的周期性加載波導(dǎo)，互作用阻抗較高，有一定的帶寬。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種三葉草慢波結(jié)構(gòu)的周期永磁聚焦系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)可以對(duì)三葉草慢波行波管進(jìn)行聚焦的目的。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為一種三葉草慢波結(jié)構(gòu)的周期永磁聚焦系統(tǒng)，包括有三個(gè)軟鐵材料圓盤狀的三葉草膜片，所述三葉草膜片中間開(kāi)有中心通孔，其特征在于所述三葉草膜片相互平行且共圓心軸，還包括有多個(gè)相互平行的耦合峰膜片，所述耦合縫膜片由相互平行的圓盤狀的軟鐵盤、 銅盤共圓心軸面連接而成，所述軟鐵盤、銅盤中間均開(kāi)有中心通孔，每個(gè)三葉草膜片夾在兩個(gè)耦合峰膜片之間，且耦合峰膜片的軟鐵盤面與三葉草膜片的對(duì)應(yīng)側(cè)面連接為一體，相鄰三葉草膜片之間的耦合峰膜片相對(duì)的銅盤面之間還連接有銅環(huán)，所述相鄰三葉草膜片之間還連接有套在所述銅環(huán)、相鄰三葉草膜片之間的耦合縫膜片外的磁環(huán)。所述的一種三葉草慢波結(jié)構(gòu)的周期永磁聚焦系統(tǒng)，其特征在于所述三葉草膜片中心通孔形狀由圓形和按90°均勻分布在圓形周圍且與圓形連接為一體的扇形構(gòu)成。所述的一種三葉草慢波結(jié)構(gòu)的周期永磁聚焦系統(tǒng)，其特征在于所述銅盤的中心通孔形狀為圓形，以及按圓周均勻分布在圓形周圍且按徑向設(shè)置的與圓形相對(duì)隔離的腰形孔構(gòu)成。本實(shí)用新型能夠?yàn)槿~草結(jié)構(gòu)慢波系統(tǒng)耦合腔行波管提供良好的聚焦，同時(shí)通過(guò)磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，為三葉草慢波系統(tǒng)提供良好的散熱，以保證三葉草慢波行波管能承受
3很大的平均功率。本實(shí)用新型利用組成三葉草慢波系統(tǒng)的兩種膜片，即三葉草膜片和耦合縫膜片來(lái)組成周期永磁聚焦系統(tǒng)的極靴。三葉草膜片全部用軟鐵材料制作，作為行波管的極靴。耦合縫膜片的材料采用軟鐵和銅復(fù)合制作，其中軟鐵的部分放置在三葉草膜片的兩側(cè)組成所述極靴的加載頭，銅的部分從電子注通道一直延伸到管殼，以提高行波管的散熱能力。利用該實(shí)用新型制作的某X波段峰值功率為16KW的三葉草行波管當(dāng)所加磁場(chǎng)Bz 的峰值，以及工作比，與電子注流通率以及行波管管體最高溫度的關(guān)系的測(cè)試數(shù)據(jù)如表1 所示表 1
Bz工作比流通率溫度2800Gs1%91%45 "C2800Gs3%91%85 "C3000Gs3%94%76 "C3200Gs3%93%80 "C3000Gs5%94%117°C3000Gs8%90%187°C從以上數(shù)據(jù)中可見(jiàn)，該磁聚焦系統(tǒng)完全滿足了使用要求，電子注流通率都在90% 以上，達(dá)到了常用的休斯形耦合腔行波管周期永磁聚焦系統(tǒng)的水平。本實(shí)用新型提出了一種適用于三葉草慢波結(jié)構(gòu)的周期永磁聚焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用該結(jié)構(gòu)，可以對(duì)三葉草慢波行波管進(jìn)行聚焦，并且能為三葉草慢波系統(tǒng)提供良好的散熱能力。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為三葉草膜片截面圖。圖3為耦合縫膜片截面圖。圖4為省略了銅制零件的磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
如圖1-圖3所示。一種三葉草慢波結(jié)構(gòu)的周期永磁聚焦系統(tǒng)，包括有三個(gè)軟鐵材料圓盤狀的三葉草膜片1，三葉草膜片1中間開(kāi)有中心通孔7，三葉草膜片1相互平行且共圓心軸，還包括有多個(gè)相互平行的耦合峰膜片6，耦合縫膜片6由相互平行的圓盤狀的軟鐵盤3、銅盤2共圓心軸面連接而成，軟鐵盤3、銅盤2中間均開(kāi)有中心通孔，每個(gè)三葉草膜片1 夾在兩個(gè)耦合峰膜片6之間，且耦合峰膜片6的軟鐵盤3面與三葉草膜片1的對(duì)應(yīng)側(cè)面連接為一體，相鄰三葉草膜片1之間的耦合峰膜片6相對(duì)的銅盤面之間還連接有銅環(huán)5，相鄰三葉草膜片1之間還連接有套在銅環(huán)5、相鄰三葉草膜片1之間的耦合縫膜片6外的磁環(huán) 4。三葉草膜片1中心通孔7形狀由圓形和按90°均勻分布在圓形周圍且與圓形連接為一體的扇形構(gòu)成。銅盤2的中心通孔8形狀為圓形，以及按圓周均勻分布在圓形周圍且按徑向設(shè)置的與圓形相對(duì)隔離的腰形孔構(gòu)成。本實(shí)用新型中的三葉草膜片利用軟鐵材料制作，并且一直伸出到管外，與永磁體環(huán)接觸，作為永磁體環(huán)的極靴，將永磁體環(huán)中的磁場(chǎng)導(dǎo)熱到電子注通道中。[0024]通過(guò)銅盤2和軟鐵盤3復(fù)合組成了慢波系統(tǒng)的另外一種膜片即耦合縫膜片6，耦合縫膜片6與三葉草膜片1，以及銅環(huán)5交叉排列共同組成三葉草慢波系統(tǒng)。1個(gè)慢波周期的排列順序?yàn)轳詈峡p膜片6、三葉草膜片1、耦合縫膜片6、銅環(huán)5、耦合縫膜片6、三葉草膜片 1、耦合縫膜片6。組成耦合縫膜片的軟鐵盤3同樣也是由軟鐵材料制作，它與三葉草膜片1配合構(gòu)成了極靴的加載頭，可以增強(qiáng)通道中的磁場(chǎng)強(qiáng)度，同時(shí)減小了磁場(chǎng)的不均勻性。組成耦合縫膜片的銅盤2由銅制作，它從電子注通道處一致延伸到管外，與銅環(huán)5 一起共同組成了慢波系統(tǒng)的散熱通道。由于銅的導(dǎo)熱系數(shù)極高，所以這樣的安排可以獲得良好的導(dǎo)熱效果，保證行波管能承受較大的功率，而不至于過(guò)熱。如圖4所示。為了使所述的慢波系統(tǒng)看起來(lái)更清楚，將銅制零件全部去除后，這是一個(gè)周期形磁聚焦系統(tǒng)，磁環(huán)4的充磁順序是N. S ； S，N交叉排列，與常用的周期永磁聚焦系統(tǒng)是一致的。本實(shí)用新型中所述的周期永磁聚焦系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且在實(shí)際制管過(guò)程中得到了應(yīng)用，取得了較好的應(yīng)用效果，具有一定的推廣價(jià)值。
權(quán)利要求1.一種三葉草慢波結(jié)構(gòu)的周期永磁聚焦系統(tǒng)，包括有三個(gè)軟鐵材料圓盤狀的三葉草膜片，所述三葉草膜片中間開(kāi)有中心通孔，其特征在于所述三葉草膜片相互平行且共圓心軸，還包括有多個(gè)相互平行的耦合峰膜片，所述耦合縫膜片由相互平行的圓盤狀的軟鐵盤、 銅盤共圓心軸面連接而成，所述軟鐵盤、銅盤中間均開(kāi)有中心通孔，每個(gè)三葉草膜片夾在兩個(gè)耦合峰膜片之間，且耦合峰膜片的軟鐵盤面與三葉草膜片的對(duì)應(yīng)側(cè)面連接為一體，相鄰三葉草膜片之間的耦合峰膜片相對(duì)的銅盤面之間還連接有銅環(huán)，所述相鄰三葉草膜片之間還連接有套在所述銅環(huán)、相鄰三葉草膜片之間的耦合縫膜片外的磁環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三葉草慢波結(jié)構(gòu)的周期永磁聚焦系統(tǒng)，其特征在于所述三葉草膜片中心通孔形狀由圓形和按90°均勻分布在圓形周圍且與圓形連接為一體的扇形構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三葉草慢波結(jié)構(gòu)的周期永磁聚焦系統(tǒng)，其特征在于所述銅盤的中心通孔形狀為圓形，以及按圓周均勻分布在圓形周圍且按徑向設(shè)置的與圓形相對(duì)隔離的腰形孔構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種三葉草慢波結(jié)構(gòu)的周期永磁聚焦系統(tǒng)，利用組成三葉草慢波系統(tǒng)的兩種膜片(即三葉草膜片和耦合縫膜片)來(lái)組成周期永磁聚焦系統(tǒng)的極靴。三葉草膜片全部用軟鐵材料制作，作為行波管的極靴。耦合縫膜片的材料采用軟鐵和銅復(fù)合制作，其中軟鐵的部分放置在三葉草膜片的兩側(cè)組成極靴的加載頭，銅的部分從電子注通道一直延伸到管殼，以提高行波管的散熱能力。
文檔編號(hào)H01J23/087GK201946556SQ201020670709
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者任振國(guó), 吳華夏, 張麗, 江祝苗 申請(qǐng)人:安徽華東光電技術(shù)研究所