專利名稱：柵極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柵極，特別是用于感應(yīng)輸出管(IOTs)這樣的線性束射管的柵極。
在IOT中，電子束在陰極產(chǎn)生并與加入的高頻信號(hào)相互作用以產(chǎn)生放大的高頻輸出信號(hào)。柵極設(shè)置在陰極的前面以控制電子束的密度，高頻信號(hào)加在陰極與柵極之間的間隙上以調(diào)制電子束密度。因此，必須精確地設(shè)定陰極和柵極相互間的位置。聚焦電極通常用于進(jìn)一步確定電子束的外形(profile)。其它類型的線性束射管也使用柵極，例如，柵極也被用在行波管(TWTs)中。在工作期間，柵極變熱，因而可能造成控制電子束密度方面的問題。
本發(fā)明用于提供一種能夠特別有效地用于IOT的改進(jìn)柵極。然而，本發(fā)明也適用于其它類型的線性束射管，如TWT，三極管和四極管。
根據(jù)本發(fā)明，電子束管的柵極包括一個(gè)大體圓形的圓環(huán)，它環(huán)繞包括導(dǎo)電部件的柵網(wǎng)的柵極部分；和設(shè)置在柵極部分與圓環(huán)之間的變形調(diào)節(jié)部分。
本發(fā)明人已經(jīng)意識(shí)到在工作過程中現(xiàn)有的IOT柵極的原本球外形輪廓會(huì)明顯變形，盡管其柵網(wǎng)構(gòu)造會(huì)產(chǎn)生這樣一種預(yù)期的情況使用期間的溫度變化不會(huì)對(duì)柵極造成很大的影響。在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，柵極具有柵極線中心柵網(wǎng)，并且通過把柵極固定到柵極支架上，使柵極在其外邊緣上與圓形安裝凸緣接觸。柵極與安裝凸緣為一體結(jié)合或者固定于其上。在工作期間，柵極因陰極的輻射、電子攔截和rf電流而加熱。然而，當(dāng)柵極被作為散熱片的實(shí)際支架機(jī)構(gòu)夾緊時(shí)其周圍的安裝凸緣變冷。因此，橫跨柵極直徑的柵極線的膨脹隨著溫度的增加使柵極中心的溫度比被安裝凸緣固定的柵極邊緣的溫度更靠近陰極溫度。因而使柵極的標(biāo)準(zhǔn)球形外形變形，從而導(dǎo)致電流(半徑)密度變化和性能明顯變壞。
通過使用本發(fā)明，柵極的變形調(diào)節(jié)部分允許由溫差造成的柵極部分與圓環(huán)之間的不同膨脹。柵極部分比調(diào)節(jié)部分堅(jiān)硬。因此，盡管柵網(wǎng)部件形成了柵極部分的膨脹，但由于變形調(diào)節(jié)部分不限制柵極部分的外徑而是使其增加，因而大大地減小了現(xiàn)有柵極存在的柵極部分的圓形外形的變形。
在本發(fā)明的有益實(shí)施例中，柵極部分的柵網(wǎng)包括若干個(gè)徑向部件和若干個(gè)環(huán)形部件。另一方面，也可以使用其它類型的柵網(wǎng)。例如，柵網(wǎng)可以取部件交叉排列從而提供菱形圖形的格柵形狀。
柵極部分最好包括實(shí)質(zhì)上連續(xù)的環(huán)形部件，但在其它的實(shí)施例中這些環(huán)形部件是不連續(xù)的或者不在整個(gè)柵極的周圍伸展。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，調(diào)節(jié)部分包括若干個(gè)徑向延伸帶。這些延伸帶是這樣制造的它們徑向彎曲，以允許溫差造成的相對(duì)于周圍圓環(huán)的柵極部分直徑變化。這里還包括其它類型的調(diào)節(jié)部分，它具有允許所需移動(dòng)發(fā)生的足夠的伸縮性，并提供了在結(jié)構(gòu)上有效的設(shè)計(jì)。例如，在另一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)部分可以是波紋圓柱，這樣就使柵極部分與安裝凸緣之間尺寸的變化被相對(duì)移動(dòng)的波紋圓柱的疊合補(bǔ)償。調(diào)節(jié)部分的厚度可以小于柵極其它部分的厚度以增加伸縮性。
柵極可以由熱解石墨制成。然而本發(fā)明也適用于金屬柵極。盡管柵極的各個(gè)部分形成一體化的單個(gè)元件通常是非常便利的，但在其它實(shí)施例中柵極的各個(gè)部分被分別制造，然后再結(jié)合在一起以形成完整的柵極。
柵極在形狀上可以是部分球形，但本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明也適用于在使用網(wǎng)格或柵網(wǎng)型柵極部分條件下的平面柵極或者其它形狀的柵極。
在本發(fā)明的有益實(shí)施例中，柵極的調(diào)節(jié)部分包括若干個(gè)延伸帶。這些延伸帶與柵極部分的徑向部件接觸。這就提供了容易制造的簡(jiǎn)單的和機(jī)械性能良好的結(jié)構(gòu)。
上述的圓環(huán)通常是連續(xù)的扁平環(huán)形物。當(dāng)然，它也可以是不連續(xù)的。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的調(diào)節(jié)部分在軸向方向上位于柵極的前方，該軸向方向是電子束傳播的方向，而在另一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)部分位于柵極的后方。在再一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)部分在橫向平面上向軸向方向延伸。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)特點(diǎn)，電子槍組件包括一個(gè)本發(fā)明的柵極。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)特點(diǎn)，線形電子束管包括一個(gè)本發(fā)明的柵極。
下面參照附圖以舉例的方式說明可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些方式。


圖1是現(xiàn)有柵極的剖視示意圖；圖2是本發(fā)明的柵極的剖視示意圖；圖3是圖2的柵極的透視示意圖；圖4是本發(fā)明的另一個(gè)柵極的局部示意圖；圖5是本發(fā)明的IOT的示意圖。
參見圖1，供IOT之用的現(xiàn)有柵極包括例如具有交叉線的柵極1，一般來說它具有與圓環(huán)連接的徑向輻條的圖形。安裝凸緣2與柵極1的外邊緣連接并具有若干個(gè)供比較大的柵極支架的銷子穿入的通孔(未示出)，以確保柵極在管中的位置。此外，還包括一個(gè)處于柵極電位的分離的電子束聚焦電極，如文納爾(Wehnelt)電極圓柱；它是常規(guī)的分離的整塊金屬元件，用于控制電子束外形。
參照?qǐng)D2和圖3，本發(fā)明的柵極包括一個(gè)柵極部分3，一個(gè)安裝凸緣4和一個(gè)在柵極部分與安裝凸緣之間延伸的調(diào)節(jié)部分5。
柵極部分3具有凹入的部分球形輪廓，柵極部分3包括若干個(gè)相互間等距間隔的導(dǎo)電徑向延伸部件6，和若干個(gè)與部件6連接的環(huán)形部件7(圖中僅示出了一些)。在這個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)部分5包括若干個(gè)薄帶8，它在柵極部分3的相應(yīng)的徑向部件6與安裝凸緣4之間延伸，與徑向部件6接觸。薄帶8在軸向方向(即，電子束路徑的方向)的前方伸展。在這種情況下，薄帶8的數(shù)目與徑向部件6的數(shù)目對(duì)應(yīng)。
柵極是解熱碳并作為單個(gè)元件形成。通過把碳沉積在一個(gè)確定安裝凸緣4、圓柱調(diào)節(jié)部分5和柵極部分3的輪廓的定形器上來制造柵極。然后，通過激光切割確定所需的柵極部分的形狀和調(diào)節(jié)部分5的薄帶8的形狀。調(diào)節(jié)部分5的薄帶8具有與柵極部分3的徑向部件6相同的寬度和厚度。
在IOT工作期間，薄帶8能夠在徑向方向上彎曲和變形，從而允許以供溫差造成的較堅(jiān)硬的柵極部分1與安裝凸緣4間因溫差造成的直徑變化差值之用。
圖4示出了本發(fā)明的另一種柵極，其中柵極部分9由錐形支架10支撐，該錐形支架10與把柵極固定在電子束管中的安裝凸緣11連接。柵極部分9具有由作為導(dǎo)電部件的徑向環(huán)形部件12和環(huán)形13交叉布置形成的柵網(wǎng)形狀。錐形支架10具有若干個(gè)通過鑿?fù)ㄆ渲Ъ鼙诙纬傻妮S向槽14(圖中僅示出了一些)，以設(shè)置可變形的調(diào)節(jié)部分15。在含有柵極的電子束管工作期間，安裝凸緣11保持較低(冷)的溫度，而柵極部分9的溫度則明顯增加。調(diào)節(jié)部分15彎曲以允許柵極部分9膨脹，而不是過度地限制它。因而，與不使用本發(fā)明的傳統(tǒng)柵極出現(xiàn)的變形情況相比，柵極部分9的預(yù)定形狀理想輪廓的變形被明顯地減小。在該柵極中，調(diào)節(jié)部件15沿軸向方向向柵極部分9的尾部伸展。
圖5示意性地示出了本發(fā)明的IOT。它包括一個(gè)陰極16，它具有位于圖2和圖3所示類型的柵極18前面的球形前表面17。柵極18包括含有一個(gè)柵極部分19和一個(gè)調(diào)節(jié)部分20。圓柱共振輸入腔21環(huán)繞電子槍22。輸出共振腔23用于提取與陰極16產(chǎn)生的電子束相互作用后的放大信號(hào)。屏極24用于接收經(jīng)共振腔23傳播后的電子束的電子。聚焦電極25位于柵極18的前面，以進(jìn)一步限定電子束外形。
圖4所示的柵極可以由柵極18代替。
本發(fā)明的柵極的調(diào)節(jié)部分可以直接鄰近圓環(huán)和/或柵極部分，或者可以有位于圓環(huán)與柵極部分之間的柵極結(jié)構(gòu)的某些其他部分。
權(quán)利要求
1.一種電子束管的柵極，包括一個(gè)環(huán)繞柵極部分的大體圓形的圓環(huán)，所述的柵極部分包含導(dǎo)電部件的柵網(wǎng)；和設(shè)置在柵極部分與圓環(huán)之間的變形調(diào)節(jié)部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵極，其特征在于柵網(wǎng)包括若干個(gè)徑向部件和若干個(gè)環(huán)形部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的柵極，其特征在于調(diào)節(jié)部分包括若干個(gè)徑向延伸帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柵極，其特征在于徑向延伸帶與柵極部分的徑向部件接觸。
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的柵極，其特征在于圓環(huán)、柵極部分和調(diào)節(jié)部分作為一體化的單個(gè)元件來形成。
6.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的柵極，其特征在于柵極是整塊電解石墨。
7.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的柵極，其特征在于柵極部分是部分球形。
8.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的柵極，其特征在于調(diào)節(jié)部分在柵極部分前方是可伸展的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7所述的柵極，其特征在于調(diào)節(jié)部分在柵極部分后方是可伸展的。
10.一種電子槍組件，包括前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的柵極。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的組件，其特征在于柵極借助于圓環(huán)固定。
12.一種線形電子束管，包括權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的柵極。
全文摘要
一種用于IOT或TWT這樣的線形電子束管的柵極,包括:一個(gè)柵極部分3和一個(gè)安裝凸緣4;在柵極部分3與安裝凸緣4之間還包含一個(gè)調(diào)節(jié)部分5。在使用期間,柵極部分3變熱,然后膨脹。而安裝凸緣4由于與較大的機(jī)構(gòu)連接,因而保持較低的溫度。調(diào)節(jié)部分5的可彎曲薄帶8允許不同差值熱膨脹造成的安裝凸緣4與柵極部分3之間的相對(duì)移動(dòng),這樣就使柵極部分的變形降至最小。而如果柵極部分3直接與安裝凸緣4連接,則限制了外徑長(zhǎng)度,從而使柵極部分3發(fā)生明顯的由熱膨脹差值造成的變形。
文檔編號(hào)H01J3/00GK1208241SQ9810290
公開日1999年2月17日 申請(qǐng)日期1998年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月13日
發(fā)明者D·W·卡爾 申請(qǐng)人:Eev有限公司